KR102367831B1 - An artificial intelligence apparatus for the self-diagnosis using log data and artificial intelligence model and method for the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 인공 지능 기기의 외부 환경 요소 및 동작 상태에 대한 정보를 포함하는 운전 로그를 수집하는 센싱부, 상기 운전 로그에 대응하는 데이터를 저장하는 메모리 및 상기 운전 로그에 대응하는 데이터를 인공 지능 모델에 제공하여 상기 인공 지능 기기가 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 해당하는 지에 대한 정보를 획득하고, 상기 획득한 정보에 따른 제어를 수행하는 프로세서를 포함하는 인공 지능 기기를 제공한다.The present invention provides a sensing unit for collecting a driving log including information on external environmental factors and operating states of an artificial intelligence device, a memory for storing data corresponding to the driving log, and artificial intelligence data corresponding to the driving log. Provided is an artificial intelligence device comprising a processor that provides information to a model to obtain information on whether the artificial intelligence device corresponds to a normal category or a failure symptom category, and performs control according to the acquired information.
Description
본 발명은, 인공 지능 기기의 운전 로그를 인공지능모델에 입력하여 인공 지능 기기의 고장을 진단할 수 있는 인공 지능 기기에 관한 것이다.The present invention relates to an artificial intelligence device capable of diagnosing a failure of an artificial intelligence device by inputting a driving log of the artificial intelligence device into an artificial intelligence model.
인공 지능(artificial intelligence)은 인간의 지능으로 할 수 있는 사고, 학습, 자기계발 등을 컴퓨터가 할 수 있도록 하는 방법을 연구하는 컴퓨터 공학 및 정보기술의 한 분야로, 컴퓨터가 인간의 지능적인 행동을 모방할 수 있도록 하는 것을 의미한다. Artificial intelligence (artificial intelligence) is a field of computer engineering and information technology that studies how computers can do the thinking, learning, and self-development that can be done by human intelligence. This means that it can be imitated.
또한, 인공지능은 그 자체로 존재하는 것이 아니라, 컴퓨터 과학의 다른 분야와 직간접으로 많은 관련을 맺고 있다. 특히 현대에는 정보기술의 여러 분야에서 인공지능적 요소를 도입하여, 그 분야의 문제 풀이에 활용하려는 시도가 매우 활발하게 이루어지고 있다.In addition, artificial intelligence does not exist by itself, but is directly or indirectly related to other fields of computer science. In particular, in modern times, attempts are being made to introduce artificial intelligence elements in various fields of information technology and use them to solve problems in that field.
한편, 인공지능을 이용하여 주변의 상황을 인지 및 학습하고 사용자가 원하는 정보를 원하는 형태로 제공하거나 사용자가 원하는 동작이나 기능을 수행하는 기술이 활발하게 연구되고 있다.On the other hand, technologies for recognizing and learning the surrounding situation using artificial intelligence, providing information desired by the user in a desired form, or performing an operation or function desired by the user are being actively researched.
그리고 이러한 각종 동작과 기능을 제공하는 전자장치를 인공지능 디바이스라고 명칭 할 수 있다.And, an electronic device that provides such various operations and functions may be called an artificial intelligence device.
한편, 인공 지능 기기는 다양한 원인으로 인해 고장이 발생할 수 있다. 그러나 고장이 발생한 인공 지능 기기의 고장 증상 및 원인을 파악하는 것은 고도의 전문가가 아니면 판단하기 어려운 문제가 있다. On the other hand, artificial intelligence devices may fail due to various causes. However, there is a problem in that it is difficult to determine the failure symptoms and causes of the malfunctioning artificial intelligence device without a highly skilled expert.
또한, 인공 지능 기기가 사용되는 개별 환경이 사용자마다 상이하기 때문에 개별 사용 환경을 고려한 고장 진단이 필요하다. In addition, since the individual environment in which the artificial intelligence device is used is different for each user, fault diagnosis in consideration of the individual use environment is required.
따라서, 개별 사용 환경에 맞추어 스스로 고장 진단을 하고 고장 증상을 판단할 수 있는 인공 지능 기기의 필요성이 증대되고 있다. Accordingly, there is an increasing need for artificial intelligence devices capable of self-diagnosing failures and judging failure symptoms according to individual usage environments.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to solve the above and other problems.
본 발명은 전문가의 도움 없이도 인공 지능 기기의 고장 진단을 할 수 있는 인공 지능 기기의 제공을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide an artificial intelligence device capable of diagnosing a failure of an artificial intelligence device without the help of an expert.
본 발명은 인공 지능 기기가 센싱하는 정보를 이용하여 인공지능모델을 학습시키고, 학습된 인공지능모델을 이용하여 인공 지능 기기의 고장 진단을 할 수 있는 인공 지능 기기의 제공을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an artificial intelligence device capable of learning an artificial intelligence model using information sensed by the artificial intelligence device and diagnosing a failure of the artificial intelligence device using the learned artificial intelligence model.
본 발명은 인공지능모델을 인공 지능 기기가 사용되는 개별 환경을 고려하여 재학습시킴으로써, 개별 환경을 고려한 고장 진단을 할 수 있는 인공 지능 기기의 제공을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an artificial intelligence device capable of performing fault diagnosis in consideration of an individual environment by re-learning an artificial intelligence model in consideration of the individual environment in which the artificial intelligence device is used.
본 발명은 인공 지능 기기가 센싱하는 정보를 효율적으로 관리할 수 있는 인공 지능 기기의 제공을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an artificial intelligence device capable of efficiently managing information sensed by the artificial intelligence device.
본 발명의 일 실시 예는 인공 지능 기기의 외부 환경 요소 및 동작 상태에 대한 정보를 포함하는 운전 로그를 수집하는 센싱부, 운전 로그에 대응하는 데이터를 저장하는 메모리 및 운전 로그에 대응하는 데이터를 인공 지능 모델에 제공하여 인공 지능 기기가 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 해당하는 지에 대한 정보를 획득하고, 획득한 정보에 따른 제어를 수행하는 프로세서를 포함하는 인공 지능 기기를 제공한다.An embodiment of the present invention provides a sensing unit for collecting a driving log including information on external environmental factors and operating states of an artificial intelligence device, a memory for storing data corresponding to the driving log, and artificial intelligence data corresponding to the driving log. Provided is an artificial intelligence device including a processor that obtains information on whether the artificial intelligence device corresponds to a normal category or a failure symptom category by providing it to the intelligent model, and performs control according to the acquired information.
본 발명의 일 실시 예는 인공지능 모델은 운전 로그에 대응하는 훈련용 데이터에 및 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 대한 정보를 레이블링하여 트레이닝 된 뉴럴 네트워크인 인공 지능 기기를 제공한다.An embodiment of the present invention provides an artificial intelligence device, which is a neural network trained by an artificial intelligence model by labeling training data corresponding to a driving log and information on a normal category or a malfunction symptom category.
본 발명의 일 실시 예는 운전 로그에 대응하는 데이터를 인공지능 모델에 제공하고, 인공지능 모델이 제공되는 데이터를 이용하여 출력하는 분류값에 기초하여 운전 로그가 적어도 하나 이상의 정상 범주 또는 적어도 하나 이상의 고장 증상 범주 중 어느 범주에 해당하는지에 대한 분류결과정보를 획득하는 프로세서를 포함하는 인공 지능 기기를 제공한다.An embodiment of the present invention provides data corresponding to a driving log to an artificial intelligence model, and based on a classification value output using the data provided by the artificial intelligence model, the driving log is in at least one normal category or at least one or more It provides an artificial intelligence device including a processor for acquiring classification result information on which category of the failure symptom categories falls under.
본 발명의 일 실시 예는 인공 지능 기기가 정상 범주에 해당하는 것으로 판별되는 경우, 메모리에 저장된 운전 로그에 대응하는 데이터를 삭제하는 프로세서를 포함하는 인공 지능 기기를 제공한다.An embodiment of the present invention provides an artificial intelligence device including a processor that deletes data corresponding to a driving log stored in a memory when it is determined that the artificial intelligence device corresponds to a normal category.
본 발명의 일 실시 예는 인공 지능 기기가 고장 증상 범주에 해당하는 것으로 판별된 경우, 메모리에 저장된 운전 로그에 대응하는 데이터를 특이 로그로 메모리에 저장하는 프로세서를 포함하는 인공 지능 기기를 제공한다.An embodiment of the present invention provides an artificial intelligence device including a processor for storing data corresponding to a driving log stored in the memory as a special log in the memory when it is determined that the artificial intelligence device corresponds to a failure symptom category.
본 발명의 일 실시 예는 획득한 정보에 대응하는 고장 접수가 된 경우, 메모리에 저장된 특이 로그에 대한 접근 요청을 허용하는 프로세서를 포함하는 인공 지능 기기를 제공한다.An embodiment of the present invention provides an artificial intelligence device including a processor that allows an access request to a specific log stored in a memory when a failure corresponding to the acquired information is received.
본 발명의 일 실시 예는 기설정된 시간 내에 획득한 정보에 대응하는 고장 접수가 되지 않은 경우, 운전 로그에 대응하는 데이터에 정상 범주에 대한 정보를 레이블링하여 인공지능 모델에 제공하는 프로세서를 포함하는 인공 지능 기기를 제공한다.In an embodiment of the present invention, when a failure corresponding to information acquired within a preset time is not received, data corresponding to a driving log is labeled with information on a normal category and provided to an artificial intelligence model. Provide intelligent devices.
본 발명의 일 실시 예는 기설정된 시간 내에 획득한 정보에 대응하는 고장 접수가 된 경우, 운전 로그에 대응하는 데이터에 고장 증상 범주에 대한 정보를 레이블링하여 인공지능 모델에 제공하는 프로세서를 포함하는 인공 지능 기기를 제공한다.In an embodiment of the present invention, when a failure corresponding to information obtained within a preset time is received, information on a failure symptom category is labeled in data corresponding to a driving log and provided to an artificial intelligence model. Provide intelligent devices.
본 발명의 일 실시 예는 인공 지능 기기의 외부 환경 요소에 대한 정보인 미세먼지 농도를 수집하는 먼지 센서 및 인공 지능 기기의 동작 상태 정보인 모터의 분당 회전 수를 수집하는 모터 센서를 포함하는 센싱부를 포함하고, 운전 로그에 대응하는 데이터는 먼지 센서가 수집한 미세먼지 농도 및 모터 센서가 수집한 모터의 분당 회전 수를 나타내는 특징 벡터인 인공지능 기기를 제공한다.An embodiment of the present invention provides a sensing unit including a dust sensor that collects fine dust concentration, which is information on external environmental factors of an artificial intelligence device, and a motor sensor that collects rotations per minute of a motor, which is operation state information of the artificial intelligence device. and the data corresponding to the operation log provides an artificial intelligence device, which is a feature vector representing the fine dust concentration collected by the dust sensor and the number of revolutions per minute of the motor collected by the motor sensor.
본 발명의 일 실시 예는 운전 로그에 대응하는 시간 구간의 데이터를 인공지능 모델에 제공하여 인공 지능 기기가 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 해당하는 지에 대한 정보를 획득하는 프로세서를 포함하는 인공 지능 기기를 제공한다.An embodiment of the present invention provides an artificial intelligence model with data of a time section corresponding to a driving log to provide an artificial intelligence device including a processor for obtaining information on whether the artificial intelligence device corresponds to a normal category or a failure symptom category. to provide.
또한, 본 발명의 일 실시 예는 인공 지능 기기의 외부 환경 요소 및 동작 상태에 대한 정보를 포함하는 운전 로그를 수집하는 단계, 운전 로그에 대응하는 데이터를 인공지능 모델에 제공하여 인공 지능 기기가 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 해당하는 지에 대한 정보를 획득하는 단계 및 기 획득한 정보에 따른 제어를 수행하는 단계를 포함하는 고장 진단 방법을 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention includes the steps of collecting a driving log including information on external environmental elements and operating states of the artificial intelligence device, and providing data corresponding to the driving log to the artificial intelligence model to ensure that the artificial intelligence device is normal. It provides a fault diagnosis method comprising the steps of acquiring information on whether a category or a fault symptom category corresponds to and performing control according to the acquired information.
또한, 본 발명의 일 실시 예는 상기 인공지능 모델은 전 로그에 대응하는 훈련용 데이터에 및 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 대한 정보를 레이블링하여 트레이닝 된 뉴럴 네트워크인 고장 진단 방법을 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention provides a failure diagnosis method in which the artificial intelligence model is a neural network trained by labeling training data corresponding to all logs and information on a normal category or a failure symptom category.
또한, 본 발명의 일 실시 예는 상기 운전 로그에 대응하는 데이터를 인공지능 모델에 제공하고, 인공지능 모델이 제공되는 데이터를 이용하여 출력하는 분류값에 기초하여 운전 로그가 적어도 하나 이상의 정상 범주 또는 적어도 하나 이상의 고장 증상 범주 중 어느 범주에 해당하는지에 대한 분류결과정보를 획득하는 단계를 포함하는 고장 진단 방법을 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention provides data corresponding to the driving log to an artificial intelligence model, and based on a classification value output using the data provided by the artificial intelligence model, the driving log is in at least one normal category or It provides a failure diagnosis method comprising the step of obtaining classification result information on which category of at least one or more failure symptom categories falls under.
또한, 본 발명의 일 실시 예는 획득한 정보를 기초로 인공 지능 기기가 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 해당하는지 판별하는 단계 및 인공 지능 기기가 정상 범주에 해당하는 것으로 판별되는 경우, 운전 로그에 대응하는 데이터를 삭제하는 단계를 포함하는 고장 진단 방법을 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention is a step of determining whether the artificial intelligence device corresponds to a normal category or a failure symptom category based on the acquired information, and when it is determined that the artificial intelligence device corresponds to a normal category, corresponding to the driving log It provides a fault diagnosis method comprising the step of deleting the data.
또한, 본 발명의 일 실시 예는 획득한 정보를 기초로 인공 지능 기기가 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 해당하는지 판별하는 단계 및 인공 지능 기기가 고장 증상 범주에 해당하는 것으로 판별된 경우, 운전 로그에 대응하는 데이터를 특이 로그로 저장하는 단계를 포함하는 고장 진단 방법을 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention includes the steps of determining whether the artificial intelligence device corresponds to a normal category or a failure symptom category based on the obtained information, and when it is determined that the artificial intelligence device corresponds to a failure symptom category, the operation log is It provides a fault diagnosis method comprising the step of storing corresponding data as a specific log.
또한, 본 발명의 일 실시 예는 획득한 정보에 대응하는 고장 접수가 되었는지에 대한 결과값을 획득하는 단계 및 획득한 정보에 대응하는 고장 접수가 된 경우, 저장된 특이 로그에 대한 접근 요청을 허용하는 단계를 더 포함하는 고장 진단 방법을 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention provides a step of obtaining a result value as to whether a failure corresponding to the acquired information has been received, and when a failure corresponding to the acquired information is received, allowing an access request to the stored specific log It provides a fault diagnosis method further comprising a step.
또한, 본 발명의 일 실시 예는 획득한 정보에 대응하는 고장 접수가 되었는지에 대한 결과값을 획득하는 단계 및 기설정된 시간 내에 획득한 정보에 대응하는 고장 접수가 되지 않은 경우, 운전 로그에 대응하는 데이터에 정상 범주에 대한 정보를 레이블링하여 인공지능 모델에 제공하는 단계를 더 포함하는 고장 진단 방법을 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention provides a step of obtaining a result value as to whether a failure corresponding to the acquired information has been received, and when a failure corresponding to the acquired information is not received within a preset time, corresponding to the operation log It provides a fault diagnosis method further comprising the step of labeling the data with information about the normal category and providing it to the artificial intelligence model.
또한, 본 발명의 일 실시 예는 획득한 정보에 대응하는 고장 접수가 되었는지에 대한 결과값을 획득하는 단계 및 기설정된 시간 내에 획득한 정보에 대응하는 고장 접수가 된 경우, 운전 로그에 대응하는 데이터에 고장 증상 범주에 대한 정보를 레이블링하여 인공지능 모델에 제공하는 단계를 더 포함하는 고장 진단 방법을 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention includes the steps of obtaining a result value as to whether a failure corresponding to the acquired information has been received, and when a failure corresponding to the acquired information is received within a preset time, data corresponding to the operation log It provides a fault diagnosis method further comprising the step of labeling the information on the fault symptom category on the table and providing it to the artificial intelligence model.
또한, 본 발명의 일 실시 예는 인공 지능 기기의 외부 환경 요소에 대한 정보인 미세먼지 농도를 수집하는 단계, 인공 지능 기기의 동작 상태 정보인 모터의 분당 회전 수를 수집하는 단계, 미세먼지 농도 및 모터의 분당 회전 수를 나타내는 특징 벡터를 인공지능 모델에 제공하여 인공 지능 기기가 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 해당하는 지에 대한 정보를 획득하는 단계를 포함하는 고장 진단 방법을 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention includes the steps of collecting the fine dust concentration, which is information on external environmental factors of the artificial intelligence device, collecting the number of revolutions per minute of the motor, which is the operation state information of the artificial intelligence device, the fine dust concentration and Provided is a fault diagnosis method comprising the step of providing a feature vector representing the number of revolutions per minute of a motor to an artificial intelligence model to obtain information on whether an artificial intelligence device corresponds to a normal category or a fault symptom category.
또한, 본 발명의 일 실시 예는 운전 로그에 대응하는 시간 구간의 데이터를 인공지능 모델에 제공하여 인공 지능 기기가 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 해당하는 지에 대한 정보를 획득하는 단계를 포함하는 고장 진단 방법을 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention provides the data of the time section corresponding to the driving log to the artificial intelligence model to diagnose a failure comprising the step of obtaining information on whether the artificial intelligence device corresponds to a normal category or a failure symptom category provide a way
본 발명의 실시 예에 따르면, 전문가의 도움 없이도 인공 지능 기기의 고장 진단을 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to diagnose a failure of an artificial intelligence device without the help of an expert.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 인공 지능 기기가 센싱하는 정보를 이용하여 인공지능모델을 학습시키고, 학습된 인공지능모델을 이용하여 인공 지능 기기의 고장 진단을 할 수 있다.Also, according to an embodiment of the present invention, an artificial intelligence model may be trained using information sensed by the artificial intelligence device, and a failure diagnosis of the artificial intelligence device may be performed using the learned artificial intelligence model.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 인공 지능 기기가 사용되는 개별 환경을 고려하여 고장 진단을 할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, a failure diagnosis may be performed in consideration of an individual environment in which an artificial intelligence device is used.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 인공 지능 기기가 사용되는 환경 요소 및 동작 상태에 대한 모든 운전 로그를 저장할 필요 없이, 저장할 운전 로그만을 구분함으로써, 효율적으로 로그를 관리할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to efficiently manage the log by classifying only the driving log to be stored, without the need to store all driving logs for environmental factors and operating states in which the artificial intelligence device is used.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 인공 지능 기기의 고장 증상 및 원인을 파악할 수 있도록 함으로써, 고장 접수 및 수리를 효율적으로 할 수 있게 한다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to efficiently receive and repair a failure by enabling the identification of symptoms and causes of failure of an artificial intelligence device.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 AI 장치(100)를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 AI 서버(200)를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 AI 시스템(1)을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센싱부(140)를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 인공지능모델의 생성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 지능 기기가 운전 로그 및 인공지능모델을 이용하여 고장 진단을 하는 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 7 내지 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 지능 기기의 인공지능모델이 학습하는 운전 로그에 대응하는 데이터를 설명하기 위한 도면이다.1 shows an
2 shows an
3 shows an
4 is a view for explaining the
5 is a diagram for explaining a method of generating an artificial intelligence model, according to an embodiment of the present invention.
6 is an operation flowchart illustrating a method for an artificial intelligence device to diagnose a failure using a driving log and an artificial intelligence model according to an embodiment of the present invention.
7 to 9 are diagrams for explaining data corresponding to a driving log learned by an artificial intelligence model of an artificial intelligence device according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar components are assigned the same reference numbers regardless of reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffixes "module" and "part" for components used in the following description are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have distinct meanings or roles by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed herein is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention , should be understood to include equivalents or substitutes.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including an ordinal number such as 1st, 2nd, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When an element is referred to as being “connected” or “connected” to another element, it is understood that it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.
<인공 지능(AI: Artificial Intelligence)><Artificial Intelligence (AI)>
인공 지능은 인공적인 지능 또는 이를 만들 수 있는 방법론을 연구하는 분야를 의미하며, 머신 러닝(기계 학습, Machine Learning)은 인공 지능 분야에서 다루는 다양한 문제를 정의하고 그것을 해결하는 방법론을 연구하는 분야를 의미한다. 머신 러닝은 어떠한 작업에 대하여 꾸준한 경험을 통해 그 작업에 대한 성능을 높이는 알고리즘으로 정의하기도 한다.Artificial intelligence refers to a field that studies artificial intelligence or methodologies that can create it, and machine learning refers to a field that defines various problems dealt with in the field of artificial intelligence and studies methodologies to solve them. do. Machine learning is also defined as an algorithm that improves the performance of a certain task through constant experience.
인공 신경망(ANN: Artificial Neural Network)은 머신 러닝에서 사용되는 모델로써, 시냅스의 결합으로 네트워크를 형성한 인공 뉴런(노드)들로 구성되는, 문제 해결 능력을 가지는 모델 전반을 의미할 수 있다. 인공 신경망은 다른 레이어의 뉴런들 사이의 연결 패턴, 모델 파라미터를 갱신하는 학습 과정, 출력값을 생성하는 활성화 함수(Activation Function)에 의해 정의될 수 있다.An artificial neural network (ANN) is a model used in machine learning, and may refer to an overall model having problem-solving ability, which is composed of artificial neurons (nodes) that form a network by combining synapses. An artificial neural network may be defined by a connection pattern between neurons of different layers, a learning process that updates model parameters, and an activation function that generates an output value.
인공 신경망은 입력층(Input Layer), 출력층(Output Layer), 그리고 선택적으로 하나 이상의 은닉층(Hidden Layer)를 포함할 수 있다. 각 층은 하나 이상의 뉴런을 포함하고, 인공 신경망은 뉴런과 뉴런을 연결하는 시냅스를 포함할 수 있다. 인공 신경망에서 각 뉴런은 시냅스를 통해 입력되는 입력 신호들, 가중치, 편향에 대한 활성 함수의 함숫값을 출력할 수 있다. The artificial neural network may include an input layer, an output layer, and optionally one or more hidden layers. Each layer includes one or more neurons, and the artificial neural network may include neurons and synapses connecting neurons. In the artificial neural network, each neuron may output a function value of an activation function for input signals, weights, and biases input through synapses.
모델 파라미터는 학습을 통해 결정되는 파라미터를 의미하며, 시냅스 연결의 가중치와 뉴런의 편향 등이 포함된다. 그리고, 하이퍼파라미터는 머신 러닝 알고리즘에서 학습 전에 설정되어야 하는 파라미터를 의미하며, 학습률(Learning Rate), 반복 횟수, 미니 배치 크기, 초기화 함수 등이 포함된다.Model parameters refer to parameters determined through learning, and include the weight of synaptic connections and the bias of neurons. In addition, the hyperparameter refers to a parameter that must be set before learning in a machine learning algorithm, and includes a learning rate, the number of iterations, a mini-batch size, an initialization function, and the like.
인공 신경망의 학습의 목적은 손실 함수를 최소화하는 모델 파라미터를 결정하는 것으로 볼 수 있다. 손실 함수는 인공 신경망의 학습 과정에서 최적의 모델 파라미터를 결정하기 위한 지표로 이용될 수 있다.The purpose of learning the artificial neural network can be seen as determining the model parameters that minimize the loss function. The loss function may be used as an index for determining optimal model parameters in the learning process of the artificial neural network.
머신 러닝은 학습 방식에 따라 지도 학습(Supervised Learning), 비지도 학습(Unsupervised Learning), 강화 학습(Reinforcement Learning)으로 분류할 수 있다.Machine learning can be classified into supervised learning, unsupervised learning, and reinforcement learning according to a learning method.
지도 학습은 학습 데이터에 대한 레이블(label)이 주어진 상태에서 인공 신경망을 학습시키는 방법을 의미하며, 레이블이란 학습 데이터가 인공 신경망에 입력되는 경우 인공 신경망이 추론해 내야 하는 정답(또는 결과 값)을 의미할 수 있다. 비지도 학습은 학습 데이터에 대한 레이블이 주어지지 않는 상태에서 인공 신경망을 학습시키는 방법을 의미할 수 있다. 강화 학습은 어떤 환경 안에서 정의된 에이전트가 각 상태에서 누적 보상을 최대화하는 행동 혹은 행동 순서를 선택하도록 학습시키는 학습 방법을 의미할 수 있다.Supervised learning refers to a method of training an artificial neural network in a state where a label for the training data is given, and the label is the correct answer (or result value) that the artificial neural network should infer when the training data is input to the artificial neural network. can mean Unsupervised learning may refer to a method of training an artificial neural network in a state where no labels are given for training data. Reinforcement learning can refer to a learning method in which an agent defined in an environment learns to select an action or sequence of actions that maximizes the cumulative reward in each state.
인공 신경망 중에서 복수의 은닉층을 포함하는 심층 신경망(DNN: Deep Neural Network)으로 구현되는 머신 러닝을 딥 러닝(심층 학습, Deep Learning)이라 부르기도 하며, 딥 러닝은 머신 러닝의 일부이다. 이하에서, 머신 러닝은 딥 러닝을 포함하는 의미로 사용된다.Among artificial neural networks, machine learning implemented as a deep neural network (DNN) including a plurality of hidden layers is also called deep learning (deep learning), and deep learning is a part of machine learning. Hereinafter, machine learning is used in a sense including deep learning.
<로봇(Robot)><Robot>
로봇은 스스로 보유한 능력에 의해 주어진 일을 자동으로 처리하거나 작동하는 기계를 의미할 수 있다. 특히, 환경을 인식하고 스스로 판단하여 동작을 수행하는 기능을 갖는 로봇을 지능형 로봇이라 칭할 수 있다.A robot can mean a machine that automatically handles or operates a task given by its own capabilities. In particular, a robot having a function of recognizing an environment and performing an operation by self-judgment may be referred to as an intelligent robot.
로봇은 사용 목적이나 분야에 따라 산업용, 의료용, 가정용, 군사용 등으로 분류할 수 있다.Robots can be classified into industrial, medical, home, military, etc. depending on the purpose or field of use.
로봇은 액츄에이터 또는 모터를 포함하는 구동부를 구비하여 로봇 관절을 움직이는 등의 다양한 물리적 동작을 수행할 수 있다. 또한, 이동 가능한 로봇은 구동부에 휠, 브레이크, 프로펠러 등이 포함되어, 구동부를 통해 지상에서 주행하거나 공중에서 비행할 수 있다.The robot may be provided with a driving unit including an actuator or a motor to perform various physical operations such as moving the robot joints. In addition, the movable robot includes a wheel, a brake, a propeller, and the like in the driving unit, and may travel on the ground or fly in the air through the driving unit.
<자율 주행(Self-Driving)><Self-Driving>
자율 주행은 스스로 주행하는 기술을 의미하며, 자율 주행 차량은 사용자의 조작 없이 또는 사용자의 최소한의 조작으로 주행하는 차량(Vehicle)을 의미한다.Autonomous driving refers to a technology that drives itself, and an autonomous driving vehicle refers to a vehicle that travels without or with minimal manipulation of a user.
예컨대, 자율 주행에는 주행중인 차선을 유지하는 기술, 어댑티브 크루즈 컨트롤과 같이 속도를 자동으로 조절하는 기술, 정해진 경로를 따라 자동으로 주행하는 기술, 목적지가 설정되면 자동으로 경로를 설정하여 주행하는 기술 등이 모두 포함될 수 있다.For example, autonomous driving includes technology for maintaining a driving lane, technology for automatically adjusting speed such as adaptive cruise control, technology for automatically driving along a predetermined route, technology for automatically setting a route when a destination is set, etc. All of these can be included.
차량은 내연 기관만을 구비하는 차량, 내연 기관과 전기 모터를 함께 구비하는 하이브리드 차량, 그리고 전기 모터만을 구비하는 전기 차량을 모두 포괄하며, 자동차뿐만 아니라 기차, 오토바이 등을 포함할 수 있다.The vehicle includes a vehicle having only an internal combustion engine, a hybrid vehicle having both an internal combustion engine and an electric motor, and an electric vehicle having only an electric motor, and may include not only automobiles, but also trains, motorcycles, and the like.
이때, 자율 주행 차량은 자율 주행 기능을 가진 로봇으로 볼 수 있다.In this case, the autonomous vehicle can be viewed as a robot having an autonomous driving function.
<확장 현실(XR: eXtended Reality)><Extended Reality (XR: eXtended Reality)>
확장 현실은 가상 현실(VR: Virtual Reality), 증강 현실(AR: Augmented Reality), 혼합 현실(MR: Mixed Reality)을 총칭한다. VR 기술은 현실 세계의 객체나 배경 등을 CG 영상으로만 제공하고, AR 기술은 실제 사물 영상 위에 가상으로 만들어진 CG 영상을 함께 제공하며, MR 기술은 현실 세계에 가상 객체들을 섞고 결합시켜서 제공하는 컴퓨터 그래픽 기술이다.The extended reality is a generic term for virtual reality (VR), augmented reality (AR), and mixed reality (MR). VR technology provides only CG images of objects or backgrounds in the real world, AR technology provides virtual CG images on top of images of real objects, and MR technology is a computer that mixes and combines virtual objects in the real world. graphic technology.
MR 기술은 현실 객체와 가상 객체를 함께 보여준다는 점에서 AR 기술과 유사하다. 그러나, AR 기술에서는 가상 객체가 현실 객체를 보완하는 형태로 사용되는 반면, MR 기술에서는 가상 객체와 현실 객체가 동등한 성격으로 사용된다는 점에서 차이점이 있다.MR technology is similar to AR technology in that it shows both real and virtual objects. However, there is a difference in that in AR technology, a virtual object is used in a form that complements a real object, whereas in MR technology, a virtual object and a real object are used with equal characteristics.
XR 기술은 HMD(Head-Mount Display), HUD(Head-Up Display), 휴대폰, 태블릿 PC, 랩탑, 데스크탑, TV, 디지털 사이니지 등에 적용될 수 있고, XR 기술이 적용된 장치를 XR 장치(XR Device)라 칭할 수 있다.XR technology can be applied to HMD (Head-Mount Display), HUD (Head-Up Display), mobile phone, tablet PC, laptop, desktop, TV, digital signage, etc. can be called
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 AI 장치(100)를 나타낸다.1 shows an
AI 장치(100)는 TV, 프로젝터, 휴대폰, 스마트폰, 데스크탑 컴퓨터, 노트북, 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 태블릿 PC, 웨어러블 장치, 셋톱박스(STB), DMB 수신기, 라디오, 세탁기, 냉장고, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지, 로봇, 차량 등과 같은, 고정형 기기 또는 이동 가능한 기기 등으로 구현될 수 있다.
도 1을 참조하면, 단말기(100)는 통신부(110), 입력부(120), 러닝 프로세서(130), 센싱부(140), 출력부(150), 메모리(170) 및 프로세서(180) 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the terminal 100 includes a
통신부(110)는 유무선 통신 기술을 이용하여 다른 AI 장치(100a 내지 100e)나 AI 서버(200) 등의 외부 장치들과 데이터를 송수신할 수 있다. 예컨대, 통신부(110)는 외부 장치들과 센서 정보, 사용자 입력, 학습 모델, 제어 신호 등을 송수신할 수 있다.The
이때, 통신부(110)가 이용하는 통신 기술에는 GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), LTE(Long Term Evolution), 5G, WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), ZigBee, NFC(Near Field Communication) 등이 있다.In this case, the communication technology used by the
입력부(120)는 다양한 종류의 데이터를 획득할 수 있다.The
이때, 입력부(120)는 영상 신호 입력을 위한 카메라, 오디오 신호를 수신하기 위한 마이크로폰, 사용자로부터 정보를 입력 받기 위한 사용자 입력부 등을 포함할 수 있다. 여기서, 카메라나 마이크로폰을 센서로 취급하여, 카메라나 마이크로폰으로부터 획득한 신호를 센싱 데이터 또는 센서 정보라고 할 수도 있다.In this case, the
입력부(120)는 모델 학습을 위한 학습 데이터 및 학습 모델을 이용하여 출력을 획득할 때 사용될 입력 데이터 등을 획득할 수 있다. 입력부(120)는 가공되지 않은 입력 데이터를 획득할 수도 있으며, 이 경우 프로세서(180) 또는 러닝 프로세서(130)는 입력 데이터에 대하여 전처리로써 입력 특징점(input feature)을 추출할 수 있다.The
러닝 프로세서(130)는 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망으로 구성된 모델을 학습시킬 수 있다. 여기서, 학습된 인공 신경망을 학습 모델이라 칭할 수 있다. 학습 모델은 학습 데이터가 아닌 새로운 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론해 내는데 사용될 수 있고, 추론된 값은 어떠한 동작을 수행하기 위한 판단의 기초로 이용될 수 있다.The learning
이때, 러닝 프로세서(130)는 AI 서버(200)의 러닝 프로세서(240)과 함께 AI 프로세싱을 수행할 수 있다.In this case, the learning
이때, 러닝 프로세서(130)는 AI 장치(100)에 통합되거나 구현된 메모리를 포함할 수 있다. 또는, 러닝 프로세서(130)는 메모리(170), AI 장치(100)에 직접 결합된 외부 메모리 또는 외부 장치에서 유지되는 메모리를 사용하여 구현될 수도 있다.In this case, the learning
센싱부(140)는 다양한 센서들을 이용하여 AI 장치(100) 내부 정보, AI 장치(100)의 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 획득할 수 있다.The
이때, 센싱부(140)에 포함되는 센서에는 근접 센서, 조도 센서, 가속도 센서, 자기 센서, 자이로 센서, 관성 센서, RGB 센서, IR 센서, 지문 인식 센서, 초음파 센서, 광 센서, 마이크로폰, 라이다, 레이더 등이 있다.At this time, sensors included in the
출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시킬 수 있다. The
이때, 출력부(150)에는 시각 정보를 출력하는 디스플레이부, 청각 정보를 출력하는 스피커, 촉각 정보를 출력하는 햅틱 모듈 등이 포함될 수 있다.In this case, the
메모리(170)는 AI 장치(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장할 수 있다. 예컨대, 메모리(170)는 입력부(120)에서 획득한 입력 데이터, 학습 데이터, 학습 모델, 학습 히스토리 등을 저장할 수 있다.The
프로세서(180)는 데이터 분석 알고리즘 또는 머신 러닝 알고리즘을 사용하여 결정되거나 생성된 정보에 기초하여, AI 장치(100)의 적어도 하나의 실행 가능한 동작을 결정할 수 있다. 그리고, 프로세서(180)는 AI 장치(100)의 구성 요소들을 제어하여 결정된 동작을 수행할 수 있다.The
이를 위해, 프로세서(180)는 러닝 프로세서(130) 또는 메모리(170)의 데이터를 요청, 검색, 수신 또는 활용할 수 있고, 상기 적어도 하나의 실행 가능한 동작 중 예측되는 동작이나, 바람직한 것으로 판단되는 동작을 실행하도록 AI 장치(100)의 구성 요소들을 제어할 수 있다.To this end, the
이때, 프로세서(180)는 결정된 동작을 수행하기 위하여 외부 장치의 연계가 필요한 경우, 해당 외부 장치를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 생성한 제어 신호를 해당 외부 장치에 전송할 수 있다.In this case, when the connection of the external device is required to perform the determined operation, the
프로세서(180)는 사용자 입력에 대하여 의도 정보를 획득하고, 획득한 의도 정보에 기초하여 사용자의 요구 사항을 결정할 수 있다.The
이때, 프로세서(180)는 음성 입력을 문자열로 변환하기 위한 STT(Speech To Text) 엔진 또는 자연어의 의도 정보를 획득하기 위한 자연어 처리(NLP: Natural Language Processing) 엔진 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여, 사용자 입력에 상응하는 의도 정보를 획득할 수 있다. In this case, the
이때, STT 엔진 또는 NLP 엔진 중에서 적어도 하나 이상은 적어도 일부가 머신 러닝 알고리즘에 따라 학습된 인공 신경망으로 구성될 수 있다. 그리고, STT 엔진 또는 NLP 엔진 중에서 적어도 하나 이상은 러닝 프로세서(130)에 의해 학습된 것이나, AI 서버(200)의 러닝 프로세서(240)에 의해 학습된 것이거나, 또는 이들의 분산 처리에 의해 학습된 것일 수 있다.At this time, at least one of the STT engine and the NLP engine may be configured as an artificial neural network, at least a part of which is learned according to a machine learning algorithm. And, at least one or more of the STT engine or the NLP engine is learned by the learning
프로세서(180)는 AI 장치(100)의 동작 내용이나 동작에 대한 사용자의 피드백 등을 포함하는 이력 정보를 수집하여 메모리(170) 또는 러닝 프로세서(130)에 저장하거나, AI 서버(200) 등의 외부 장치에 전송할 수 있다. 수집된 이력 정보는 학습 모델을 갱신하는데 이용될 수 있다.The
프로세서(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, AI 장치(100)의 구성 요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 프로세서(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, AI 장치(100)에 포함된 구성 요소들 중 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.The
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 AI 서버(200)를 나타낸다.2 shows an
도 2를 참조하면, AI 서버(200)는 머신 러닝 알고리즘을 이용하여 인공 신경망을 학습시키거나 학습된 인공 신경망을 이용하는 장치를 의미할 수 있다. 여기서, AI 서버(200)는 복수의 서버들로 구성되어 분산 처리를 수행할 수도 있고, 5G 네트워크로 정의될 수 있다. 이때, AI 서버(200)는 AI 장치(100)의 일부의 구성으로 포함되어, AI 프로세싱 중 적어도 일부를 함께 수행할 수도 있다.Referring to FIG. 2 , the
AI 서버(200)는 통신부(210), 메모리(230), 러닝 프로세서(240) 및 프로세서(260) 등을 포함할 수 있다.The
통신부(210)는 AI 장치(100) 등의 외부 장치와 데이터를 송수신할 수 있다.The
메모리(230)는 모델 저장부(231)를 포함할 수 있다. 모델 저장부(231)는 러닝 프로세서(240)을 통하여 학습 중인 또는 학습된 모델(또는 인공 신경망, 231a)을 저장할 수 있다.The
러닝 프로세서(240)는 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망(231a)을 학습시킬 수 있다. 학습 모델은 인공 신경망의 AI 서버(200)에 탑재된 상태에서 이용되거나, AI 장치(100) 등의 외부 장치에 탑재되어 이용될 수도 있다.The learning
학습 모델은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 학습 모델의 일부 또는 전부가 소프트웨어로 구현되는 경우 학습 모델을 구성하는 하나 이상의 명령어(instruction)는 메모리(230)에 저장될 수 있다.The learning model may be implemented in hardware, software, or a combination of hardware and software. When a part or all of the learning model is implemented in software, one or more instructions constituting the learning model may be stored in the
프로세서(260)는 학습 모델을 이용하여 새로운 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성할 수 있다.The
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 AI 시스템(1)을 나타낸다.3 shows an
도 3을 참조하면, AI 시스템(1)은 AI 서버(200), 로봇(100a), 자율 주행 차량(100b), XR 장치(100c), 스마트폰(100d) 또는 가전(100e) 중에서 적어도 하나 이상이 클라우드 네트워크(10)와 연결된다. 여기서, AI 기술이 적용된 로봇(100a), 자율 주행 차량(100b), XR 장치(100c), 스마트폰(100d) 또는 가전(100e) 등을 AI 장치(100a 내지 100e)라 칭할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the
클라우드 네트워크(10)는 클라우드 컴퓨팅 인프라의 일부를 구성하거나 클라우드 컴퓨팅 인프라 안에 존재하는 네트워크를 의미할 수 있다. 여기서, 클라우드 네트워크(10)는 3G 네트워크, 4G 또는 LTE(Long Term Evolution) 네트워크 또는 5G 네트워크 등을 이용하여 구성될 수 있다.The
즉, AI 시스템(1)을 구성하는 각 장치들(100a 내지 100e, 200)은 클라우드 네트워크(10)를 통해 서로 연결될 수 있다. 특히, 각 장치들(100a 내지 100e, 200)은 기지국을 통해서 서로 통신할 수도 있지만, 기지국을 통하지 않고 직접 서로 통신할 수도 있다.That is, each of the
AI 서버(200)는 AI 프로세싱을 수행하는 서버와 빅 데이터에 대한 연산을 수행하는 서버를 포함할 수 있다.The
AI 서버(200)는 AI 시스템(1)을 구성하는 AI 장치들인 로봇(100a), 자율 주행 차량(100b), XR 장치(100c), 스마트폰(100d) 또는 가전(100e) 중에서 적어도 하나 이상과 클라우드 네트워크(10)을 통하여 연결되고, 연결된 AI 장치들(100a 내지 100e)의 AI 프로세싱을 적어도 일부를 도울 수 있다.The
이때, AI 서버(200)는 AI 장치(100a 내지 100e)를 대신하여 머신 러닝 알고리즘에 따라 인공 신경망을 학습시킬 수 있고, 학습 모델을 직접 저장하거나 AI 장치(100a 내지 100e)에 전송할 수 있다. In this case, the
이때, AI 서버(200)는 AI 장치(100a 내지 100e)로부터 입력 데이터를 수신하고, 학습 모델을 이용하여 수신한 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성하여 AI 장치(100a 내지 100e)로 전송할 수 있다.At this time, the
또는, AI 장치(100a 내지 100e)는 직접 학습 모델을 이용하여 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성할 수도 있다.Alternatively, the
이하에서는, 상술한 기술이 적용되는 AI 장치(100a 내지 100e)의 다양한 실시 예들을 설명한다. 여기서, 도 3에 도시된 AI 장치(100a 내지 100e)는 도 1에 도시된 AI 장치(100)의 구체적인 실시 예로 볼 수 있다.Hereinafter, various embodiments of the
<AI+로봇><AI+Robot>
로봇(100a)은 AI 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇 등으로 구현될 수 있다.The
로봇(100a)은 동작을 제어하기 위한 로봇 제어 모듈을 포함할 수 있고, 로봇 제어 모듈은 소프트웨어 모듈 또는 이를 하드웨어로 구현한 칩을 의미할 수 있다.The
로봇(100a)은 다양한 종류의 센서들로부터 획득한 센서 정보를 이용하여 로봇(100a)의 상태 정보를 획득하거나, 주변 환경 및 객체를 검출(인식)하거나, 맵 데이터를 생성하거나, 이동 경로 및 주행 계획을 결정하거나, 사용자 상호작용에 대한 응답을 결정하거나, 동작을 결정할 수 있다.The
여기서, 로봇(100a)은 이동 경로 및 주행 계획을 결정하기 위하여, 라이다, 레이더, 카메라 중에서 적어도 하나 이상의 센서에서 획득한 센서 정보를 이용할 수 있다.Here, the
로봇(100a)은 적어도 하나 이상의 인공 신경망으로 구성된 학습 모델을 이용하여 상기한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, 로봇(100a)은 학습 모델을 이용하여 주변 환경 및 객체를 인식할 수 있고, 인식된 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 이용하여 동작을 결정할 수 있다. 여기서, 학습 모델은 로봇(100a)에서 직접 학습되거나, AI 서버(200) 등의 외부 장치에서 학습된 것일 수 있다. The
이때, 로봇(100a)은 직접 학습 모델을 이용하여 결과를 생성하여 동작을 수행할 수도 있지만, AI 서버(200) 등의 외부 장치에 센서 정보를 전송하고 그에 따라 생성된 결과를 수신하여 동작을 수행할 수도 있다.In this case, the
로봇(100a)은 맵 데이터, 센서 정보로부터 검출한 객체 정보 또는 외부 장치로부터 획득한 객체 정보 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여 이동 경로와 주행 계획을 결정하고, 구동부를 제어하여 결정된 이동 경로와 주행 계획에 따라 로봇(100a)을 주행시킬 수 있다. The
맵 데이터에는 로봇(100a)이 이동하는 공간에 배치된 다양한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 예컨대, 맵 데이터에는 벽, 문 등의 고정 객체들과 화분, 책상 등의 이동 가능한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 그리고, 객체 식별 정보에는 명칭, 종류, 거리, 위치 등이 포함될 수 있다.The map data may include object identification information for various objects disposed in a space in which the
또한, 로봇(100a)은 사용자의 제어/상호작용에 기초하여 구동부를 제어함으로써, 동작을 수행하거나 주행할 수 있다. 이때, 로봇(100a)은 사용자의 동작이나 음성 발화에 따른 상호작용의 의도 정보를 획득하고, 획득한 의도 정보에 기초하여 응답을 결정하여 동작을 수행할 수 있다.In addition, the
<AI+자율주행><AI + Autonomous Driving>
자율 주행 차량(100b)은 AI 기술이 적용되어, 이동형 로봇, 차량, 무인 비행체 등으로 구현될 수 있다. The
자율 주행 차량(100b)은 자율 주행 기능을 제어하기 위한 자율 주행 제어 모듈을 포함할 수 있고, 자율 주행 제어 모듈은 소프트웨어 모듈 또는 이를 하드웨어로 구현한 칩을 의미할 수 있다. 자율 주행 제어 모듈은 자율 주행 차량(100b)의 구성으로써 내부에 포함될 수도 있지만, 자율 주행 차량(100b)의 외부에 별도의 하드웨어로 구성되어 연결될 수도 있다.The
자율 주행 차량(100b)은 다양한 종류의 센서들로부터 획득한 센서 정보를 이용하여 자율 주행 차량(100b)의 상태 정보를 획득하거나, 주변 환경 및 객체를 검출(인식)하거나, 맵 데이터를 생성하거나, 이동 경로 및 주행 계획을 결정하거나, 동작을 결정할 수 있다. The
여기서, 자율 주행 차량(100b)은 이동 경로 및 주행 계획을 결정하기 위하여, 로봇(100a)과 마찬가지로, 라이다, 레이더, 카메라 중에서 적어도 하나 이상의 센서에서 획득한 센서 정보를 이용할 수 있다.Here, the
특히, 자율 주행 차량(100b)은 시야가 가려지는 영역이나 일정 거리 이상의 영역에 대한 환경이나 객체는 외부 장치들로부터 센서 정보를 수신하여 인식하거나, 외부 장치들로부터 직접 인식된 정보를 수신할 수 있다.In particular, the
자율 주행 차량(100b)은 적어도 하나 이상의 인공 신경망으로 구성된 학습 모델을 이용하여 상기한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, 자율 주행 차량(100b)은 학습 모델을 이용하여 주변 환경 및 객체를 인식할 수 있고, 인식된 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 이용하여 주행 동선을 결정할 수 있다. 여기서, 학습 모델은 자율 주행 차량(100b)에서 직접 학습되거나, AI 서버(200) 등의 외부 장치에서 학습된 것일 수 있다. The
이때, 자율 주행 차량(100b)은 직접 학습 모델을 이용하여 결과를 생성하여 동작을 수행할 수도 있지만, AI 서버(200) 등의 외부 장치에 센서 정보를 전송하고 그에 따라 생성된 결과를 수신하여 동작을 수행할 수도 있다.In this case, the
자율 주행 차량(100b)은 맵 데이터, 센서 정보로부터 검출한 객체 정보 또는 외부 장치로부터 획득한 객체 정보 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여 이동 경로와 주행 계획을 결정하고, 구동부를 제어하여 결정된 이동 경로와 주행 계획에 따라 자율 주행 차량(100b)을 주행시킬 수 있다.The
맵 데이터에는 자율 주행 차량(100b)이 주행하는 공간(예컨대, 도로)에 배치된 다양한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 예컨대, 맵 데이터에는 가로등, 바위, 건물 등의 고정 객체들과 차량, 보행자 등의 이동 가능한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 그리고, 객체 식별 정보에는 명칭, 종류, 거리, 위치 등이 포함될 수 있다.The map data may include object identification information for various objects disposed in a space (eg, a road) in which the
또한, 자율 주행 차량(100b)은 사용자의 제어/상호작용에 기초하여 구동부를 제어함으로써, 동작을 수행하거나 주행할 수 있다. 이때, 자율 주행 차량(100b)은 사용자의 동작이나 음성 발화에 따른 상호작용의 의도 정보를 획득하고, 획득한 의도 정보에 기초하여 응답을 결정하여 동작을 수행할 수 있다.Also, the
<AI+XR><AI+XR>
XR 장치(100c)는 AI 기술이 적용되어, HMD(Head-Mount Display), 차량에 구비된 HUD(Head-Up Display), 텔레비전, 휴대폰, 스마트 폰, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 가전 기기, 디지털 사이니지, 차량, 고정형 로봇이나 이동형 로봇 등으로 구현될 수 있다.The
XR 장치(100c)는 다양한 센서들을 통해 또는 외부 장치로부터 획득한 3차원 포인트 클라우드 데이터 또는 이미지 데이터를 분석하여 3차원 포인트들에 대한 위치 데이터 및 속성 데이터를 생성함으로써 주변 공간 또는 현실 객체에 대한 정보를 획득하고, 출력할 XR 객체를 렌더링하여 출력할 수 있다. 예컨대, XR 장치(100c)는 인식된 물체에 대한 추가 정보를 포함하는 XR 객체를 해당 인식된 물체에 대응시켜 출력할 수 있다.The
XR 장치(100c)는 적어도 하나 이상의 인공 신경망으로 구성된 학습 모델을 이용하여 상기한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, XR 장치(100c)는 학습 모델을 이용하여 3차원 포인트 클라우드 데이터 또는 이미지 데이터에서 현실 객체를 인식할 수 있고, 인식한 현실 객체에 상응하는 정보를 제공할 수 있다. 여기서, 학습 모델은 XR 장치(100c)에서 직접 학습되거나, AI 서버(200) 등의 외부 장치에서 학습된 것일 수 있다. The
이때, XR 장치(100c)는 직접 학습 모델을 이용하여 결과를 생성하여 동작을 수행할 수도 있지만, AI 서버(200) 등의 외부 장치에 센서 정보를 전송하고 그에 따라 생성된 결과를 수신하여 동작을 수행할 수도 있다.In this case, the
<AI+로봇+자율주행><AI+Robot+Autonomous Driving>
로봇(100a)은 AI 기술 및 자율 주행 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇 등으로 구현될 수 있다.The
AI 기술과 자율 주행 기술이 적용된 로봇(100a)은 자율 주행 기능을 가진 로봇 자체나, 자율 주행 차량(100b)과 상호작용하는 로봇(100a) 등을 의미할 수 있다. The
자율 주행 기능을 가진 로봇(100a)은 사용자의 제어 없이도 주어진 동선에 따라 스스로 움직이거나, 동선을 스스로 결정하여 움직이는 장치들을 통칭할 수 있다.The
자율 주행 기능을 가진 로봇(100a) 및 자율 주행 차량(100b)은 이동 경로 또는 주행 계획 중 하나 이상을 결정하기 위해 공통적인 센싱 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 자율 주행 기능을 가진 로봇(100a) 및 자율 주행 차량(100b)은 라이다, 레이더, 카메라를 통해 센싱된 정보를 이용하여, 이동 경로 또는 주행 계획 중 하나 이상을 결정할 수 있다.The
자율 주행 차량(100b)과 상호작용하는 로봇(100a)은 자율 주행 차량(100b)과 별개로 존재하면서, 자율 주행 차량(100b)의 내부에서 자율 주행 기능에 연계되거나, 자율 주행 차량(100b)에 탑승한 사용자와 연계된 동작을 수행할 수 있다.The
이때, 자율 주행 차량(100b)과 상호작용하는 로봇(100a)은 자율 주행 차량(100b)을 대신하여 센서 정보를 획득하여 자율 주행 차량(100b)에 제공하거나, 센서 정보를 획득하고 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 생성하여 자율 주행 차량(100b)에 제공함으로써, 자율 주행 차량(100b)의 자율 주행 기능을 제어하거나 보조할 수 있다.At this time, the
또는, 자율 주행 차량(100b)과 상호작용하는 로봇(100a)은 자율 주행 차량(100b)에 탑승한 사용자를 모니터링하거나 사용자와의 상호작용을 통해 자율 주행 차량(100b)의 기능을 제어할 수 있다. 예컨대, 로봇(100a)은 운전자가 졸음 상태인 경우로 판단되는 경우, 자율 주행 차량(100b)의 자율 주행 기능을 활성화하거나 자율 주행 차량(100b)의 구동부의 제어를 보조할 수 있다. 여기서, 로봇(100a)이 제어하는 자율 주행 차량(100b)의 기능에는 단순히 자율 주행 기능뿐만 아니라, 자율 주행 차량(100b)의 내부에 구비된 네비게이션 시스템이나 오디오 시스템에서 제공하는 기능도 포함될 수 있다.Alternatively, the
또는, 자율 주행 차량(100b)과 상호작용하는 로봇(100a)은 자율 주행 차량(100b)의 외부에서 자율 주행 차량(100b)에 정보를 제공하거나 기능을 보조할 수 있다. 예컨대, 로봇(100a)은 스마트 신호등과 같이 자율 주행 차량(100b)에 신호 정보 등을 포함하는 교통 정보를 제공할 수도 있고, 전기 차량의 자동 전기 충전기와 같이 자율 주행 차량(100b)과 상호작용하여 충전구에 전기 충전기를 자동으로 연결할 수도 있다.Alternatively, the
<AI+로봇+XR><AI+Robot+XR>
로봇(100a)은 AI 기술 및 XR 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇, 드론 등으로 구현될 수 있다. The
XR 기술이 적용된 로봇(100a)은 XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 로봇을 의미할 수 있다. 이 경우, 로봇(100a)은 XR 장치(100c)와 구분되며 서로 연동될 수 있다.The
XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 로봇(100a)은 카메라를 포함하는 센서들로부터 센서 정보를 획득하면, 로봇(100a) 또는 XR 장치(100c)는 센서 정보에 기초한 XR 영상을 생성하고, XR 장치(100c)는 생성된 XR 영상을 출력할 수 있다. 그리고, 이러한 로봇(100a)은 XR 장치(100c)를 통해 입력되는 제어 신호 또는 사용자의 상호작용에 기초하여 동작할 수 있다. When the
예컨대, 사용자는 XR 장치(100c) 등의 외부 장치를 통해 원격으로 연동된 로봇(100a)의 시점에 상응하는 XR 영상을 확인할 수 있고, 상호작용을 통하여 로봇(100a)의 자율 주행 경로를 조정하거나, 동작 또는 주행을 제어하거나, 주변 객체의 정보를 확인할 수 있다.For example, the user can check the XR image corresponding to the viewpoint of the remotely linked
<AI+자율주행+XR><AI+Autonomous Driving+XR>
자율 주행 차량(100b)은 AI 기술 및 XR 기술이 적용되어, 이동형 로봇, 차량, 무인 비행체 등으로 구현될 수 있다. The
XR 기술이 적용된 자율 주행 차량(100b)은 XR 영상을 제공하는 수단을 구비한 자율 주행 차량이나, XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 자율 주행 차량 등을 의미할 수 있다. 특히, XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 자율 주행 차량(100b)은 XR 장치(100c)와 구분되며 서로 연동될 수 있다.The
XR 영상을 제공하는 수단을 구비한 자율 주행 차량(100b)은 카메라를 포함하는 센서들로부터 센서 정보를 획득하고, 획득한 센서 정보에 기초하여 생성된 XR 영상을 출력할 수 있다. 예컨대, 자율 주행 차량(100b)은 HUD를 구비하여 XR 영상을 출력함으로써, 탑승자에게 현실 객체 또는 화면 속의 객체에 대응되는 XR 객체를 제공할 수 있다.The
이때, XR 객체가 HUD에 출력되는 경우에는 XR 객체의 적어도 일부가 탑승자의 시선이 향하는 실제 객체에 오버랩되도록 출력될 수 있다. 반면, XR 객체가 자율 주행 차량(100b)의 내부에 구비되는 디스플레이에 출력되는 경우에는 XR 객체의 적어도 일부가 화면 속의 객체에 오버랩되도록 출력될 수 있다. 예컨대, 자율 주행 차량(100b)은 차로, 타 차량, 신호등, 교통 표지판, 이륜차, 보행자, 건물 등과 같은 객체와 대응되는 XR 객체들을 출력할 수 있다.In this case, when the XR object is output to the HUD, at least a portion of the XR object may be output to overlap the real object to which the passenger's gaze is directed. On the other hand, when the XR object is output to the display provided inside the
XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 자율 주행 차량(100b)은 카메라를 포함하는 센서들로부터 센서 정보를 획득하면, 자율 주행 차량(100b) 또는 XR 장치(100c)는 센서 정보에 기초한 XR 영상을 생성하고, XR 장치(100c)는 생성된 XR 영상을 출력할 수 있다. 그리고, 이러한 자율 주행 차량(100b)은 XR 장치(100c) 등의 외부 장치를 통해 입력되는 제어 신호 또는 사용자의 상호작용에 기초하여 동작할 수 있다.When the
먼저 인공지능에 대하여 간단히 설명한다.First, we briefly explain artificial intelligence.
인공 지능(artificial intelligence, AI)은 인간의 지능으로 할 수 있는 사고, 학습, 자기계발 등을 컴퓨터가 할 수 있도록 하는 방법을 연구하는 컴퓨터 공학 및 정보기술의 한 분야로, 컴퓨터가 인간의 지능적인 행동을 모방할 수 있도록 하는 것을 의미한다. Artificial intelligence (AI) is a field of computer engineering and information technology that studies how computers can do the thinking, learning, and self-development that human intelligence can do. This means that the behavior can be imitated.
또한, 인공지능은 그 자체로 존재하는 것이 아니라, 컴퓨터 과학의 다른 분야와 직간접으로 많은 관련을 맺고 있다. 특히 현대에는 정보기술의 여러 분야에서 인공지능적 요소를 도입하여, 그 분야의 문제 풀이에 활용하려는 시도가 매우 활발하게 이루어지고 있다.In addition, artificial intelligence does not exist by itself, but is directly or indirectly related to other fields of computer science. In particular, in modern times, attempts are being made to introduce artificial intelligence elements in various fields of information technology and use them to solve problems in that field.
머신 러닝(machine learning)은 인공지능의 한 분야로, 컴퓨터에 명시적인 프로그램 없이 배울 수 있는 능력을 부여하는 연구 분야이다. Machine learning is a branch of artificial intelligence, a field of study that gives computers the ability to learn without an explicit program.
구체적으로 머신 러닝은, 경험적 데이터를 기반으로 학습을 하고 예측을 수행하고 스스로의 성능을 향상시키는 시스템과 이를 위한 알고리즘을 연구하고 구축하는 기술이라 할 수 있다. 머신 러닝의 알고리즘들은 엄격하게 정해진 정적인 프로그램 명령들을 수행하는 것이라기보다, 입력 데이터를 기반으로 예측이나 결정을 이끌어내기 위해 특정한 모델을 구축하는 방식을 취한다.Specifically, machine learning can be said to be a technology to study and build a system and algorithms for learning based on empirical data, making predictions, and improving its own performance. Machine learning algorithms build specific models to make predictions or decisions based on input data, rather than executing strictly set static program instructions.
용어 ‘머신 러닝’은 용어 ‘기계 학습’과 혼용되어 사용될 수 있다.The term 'machine learning' may be used interchangeably with the term 'machine learning'.
기계 학습에서 데이터를 어떻게 분류할 것인가를 놓고, 많은 기계 학습 알고리즘이 개발되었다. 의사결정나무(Decision Tree)나 베이지안 망(Bayesian network), 서포트벡터머신(SVM: support vector machine), 그리고 인공 신경망(ANN: Artificial Neural Network) 등이 대표적이다.With regard to how to classify data in machine learning, many machine learning algorithms have been developed. Decision trees, Bayesian networks, support vector machines (SVMs), and artificial neural networks (ANNs) are representative examples.
의사결정나무는 의사결정규칙(Decision Rule)을 나무구조로 도표화하여 분류와 예측을 수행하는 분석방법이다.Decision tree is an analysis method that performs classification and prediction by charting decision rules in a tree structure.
베이지안 망은 다수의 변수들 사이의 확률적 관계(조건부독립성: conditional independence)를 그래프 구조로 표현하는 모델이다. 베이지안 망은 비지도 학습(unsupervised learning)을 통한 데이터마이닝(data mining)에 적합하다. The Bayesian network is a model that expresses the probabilistic relationship (conditional independence) between multiple variables in a graph structure. Bayesian networks are suitable for data mining through unsupervised learning.
서포트벡터머신은 패턴인식과 자료분석을 위한 지도 학습(supervised learning)의 모델이며, 주로 분류와 회귀분석을 위해 사용한다.The support vector machine is a model of supervised learning for pattern recognition and data analysis, and is mainly used for classification and regression analysis.
인공신경망은 생물학적 뉴런의 동작원리와 뉴런간의 연결 관계를 모델링한 것으로 노드(node) 또는 처리 요소(processing element)라고 하는 다수의 뉴런들이 레이어(layer) 구조의 형태로 연결된 정보처리 시스템이다.An artificial neural network is an information processing system in which a number of neurons called nodes or processing elements are connected in the form of a layer structure by modeling the operating principle of biological neurons and the connection relationship between neurons.
인공 신경망은 기계 학습에서 사용되는 모델로써, 기계학습과 인지과학에서 생물학의 신경망(동물의 중추신경계 중 특히 뇌)에서 영감을 얻은 통계학적 학습 알고리즘이다.Artificial neural network is a model used in machine learning, and it is a statistical learning algorithm inspired by neural networks in biology (especially the brain in the central nervous system of animals) in machine learning and cognitive science.
구체적으로 인공신경망은 시냅스(synapse)의 결합으로 네트워크를 형성한 인공 뉴런(노드)이 학습을 통해 시냅스의 결합 세기를 변화시켜, 문제 해결 능력을 가지는 모델 전반을 의미할 수 있다.Specifically, the artificial neural network may refer to an overall model having problem-solving ability by changing the bonding strength of synapses through learning in which artificial neurons (nodes) that form a network by combining synapses.
용어 인공신경망은 용어 뉴럴 네트워크(Neural Network)와 혼용되어 사용될 수 있다.The term artificial neural network may be used interchangeably with the term neural network.
인공신경망은 복수의 레이어(layer)를 포함할 수 있고, 레이어들 각각은 복수의 뉴런(neuron)을 포함할 수 있다. 또한 인공신경망은 뉴런과 뉴런을 연결하는 시냅스를 포함할 수 있다.The artificial neural network may include a plurality of layers, and each of the layers may include a plurality of neurons. Also, the artificial neural network may include neurons and synapses connecting neurons.
인공 신경망은 일반적으로 다음의 세가지 인자, 즉 (1) 다른 레이어의 뉴런들 사이의 연결 패턴 (2) 연결의 가중치를 갱신하는 학습 과정 (3) 이전 레이어로부터 수신되는 입력에 대한 가중 합으로부터 출력값을 생성하는 활성화 함수에 의해 정의될 수 있다.In general, artificial neural networks calculate the output value from the following three factors: (1) the connection pattern between neurons in different layers (2) the learning process to update the weight of the connection (3) the weighted sum of the input received from the previous layer It can be defined by the activation function it creates.
인공 신경망은, DNN(Deep Neural Network), RNN(Recurrent Neural Network), BRDNN(Bidirectional Recurrent Deep Neural Network), MLP(Multilayer Perceptron), CNN(Convolutional Neural Network)와 같은 방식의 네트워크 모델들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The artificial neural network may include network models such as Deep Neural Network (DNN), Recurrent Neural Network (RNN), Bidirectional Recurrent Deep Neural Network (BRDNN), Multilayer Perceptron (MLP), Convolutional Neural Network (CNN). , but is not limited thereto.
본 명세서에서 용어 ‘레이어’는 용어 ‘계층’과 혼용되어 사용될 수 있다.In this specification, the term 'layer' may be used interchangeably with the term 'layer'.
인공신경망은 계층 수에 따라 단층 신경망(Single-Layer Neural Networks)과 다층 신경망(Multi-Layer Neural Networks)으로 구분된다.Artificial neural networks are divided into single-layer neural networks and multi-layer neural networks according to the number of layers.
일반적인 단층 신경망은, 입력층과 출력층으로 구성된다.A typical single-layer neural network consists of an input layer and an output layer.
또한 일반적인 다층 신경망은 입력층(Input Layer)과 하나 이상의 은닉층(Hidden Layer), 출력층(Output Layer)으로 구성된다.In addition, a general multilayer neural network consists of an input layer, one or more hidden layers, and an output layer.
입력층은 외부의 자료들을 받아들이는 층으로서, 입력층의 뉴런 수는 입력되는 변수의 수와 동일하며, 은닉층은 입력층과 출력층 사이에 위치하며 입력층으로부터 신호를 받아 특성을 추출하여 출력층으로 전달한다. 출력층은 은닉층으로부터 신호를 받고, 수신한 신호에 기반한 출력 값을 출력한다. 뉴런간의 입력신호는 각각의 연결강도(가중치)와 곱해진 후 합산되며 이 합이 뉴런의 임계치보다 크면 뉴런이 활성화되어 활성화 함수를 통하여 획득한 출력값을 출력한다. The input layer is a layer that receives external data. The number of neurons in the input layer is the same as the number of input variables, and the hidden layer is located between the input layer and the output layer. do. The output layer receives a signal from the hidden layer and outputs an output value based on the received signal. The input signal between neurons is multiplied by each connection strength (weight) and then summed. If the sum is greater than the neuron threshold, the neuron is activated and the output value obtained through the activation function is output.
한편 입력층과 출력 층 사이에 복수의 은닉층을 포함하는 심층 신경망은, 기계 학습 기술의 한 종류인 딥 러닝을 구현하는 대표적인 인공 신경망일 수 있다.Meanwhile, a deep neural network including a plurality of hidden layers between an input layer and an output layer may be a representative artificial neural network that implements deep learning, which is a type of machine learning technology.
한편 용어 ‘딥 러닝’은 용어 ‘심층 학습’과 혼용되어 사용될 수 있다.Meanwhile, the term 'deep learning' may be used interchangeably with the term 'deep learning'.
인공 신경망은 훈련 데이터(training data)를 이용하여 학습(training)될 수 있다. 여기서 학습이란, 입력 데이터를 분류(classification)하거나 회귀분석(regression)하거나 군집화(clustering)하는 등의 목적을 달성하기 위하여, 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망의 파라미터(parameter)를 결정하는 과정을 의미할 수 있다. 인공 신경망의 파라미터의 대표적인 예시로써, 시냅스에 부여되는 가중치(weight)나 뉴런에 적용되는 편향(bias)을 들 수 있다.The artificial neural network may be trained using training data. Here, learning refers to a process of determining parameters of an artificial neural network using learning data to achieve objectives such as classification, regression, or clustering of input data. can As a representative example of parameters of an artificial neural network, a weight applied to a synapse or a bias applied to a neuron may be mentioned.
훈련 데이터에 의하여 학습된 인공 신경망은, 입력 데이터를 입력 데이터가 가지는 패턴에 따라 분류하거나 군집화 할 수 있다. The artificial neural network learned by the training data may classify or cluster input data according to a pattern of the input data.
한편 훈련 데이터를 이용하여 학습된 인공 신경망을, 본 명세서에서는 학습 모델(a trained model)이라 명칭 할 수 있다.Meanwhile, an artificial neural network trained using training data may be referred to as a trained model in the present specification.
다음은 인공 신경망의 학습 방식에 대하여 설명한다.The following describes the learning method of the artificial neural network.
인공 신경망의 학습 방식은 크게, 지도 학습, 비 지도 학습, 준 지도 학습(Semi-Supervised Learning), 강화 학습(Reinforcement Learning)으로 분류될 수 있다.Learning methods of artificial neural networks can be broadly classified into supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, and reinforcement learning.
지도 학습은 훈련 데이터로부터 하나의 함수를 유추해내기 위한 기계 학습의 한 방법이다. Supervised learning is a method of machine learning to infer a function from training data.
그리고 이렇게 유추되는 함수 중, 연속 적인 값을 출력하는 것을 회귀분석(Regression)이라 하고, 입력 벡터의 클래스(class)를 예측하여 출력하는 것을 분류(Classification)라고 할 수 있다.And among these inferred functions, outputting continuous values is called regression, and predicting and outputting the class of the input vector is called classification.
지도 학습에서는, 훈련 데이터에 대한 레이블(label)이 주어진 상태에서 인공 신경망을 학습시킨다.In supervised learning, an artificial neural network is trained in a state in which a label for training data is given.
여기서 레이블이란, 훈련 데이터가 인공 신경망에 입력되는 경우 인공 신경망이 추론해 내야 하는 정답(또는 결과 값)을 의미할 수 있다.Here, the label may mean a correct answer (or result value) that the artificial neural network should infer when training data is input to the artificial neural network.
본 명세서에서는 훈련 데이터가 입력되는 경우 인공 신경망이 추론해 내야 하는 정답(또는 결과값)을 레이블 또는 레이블링 데이터(labeling data)이라 명칭 한다.In the present specification, when training data is input, the correct answer (or result value) that the artificial neural network must infer is called a label or labeling data.
또한 본 명세서에서는, 인공 신경망의 학습을 위하여 훈련 데이터에 레이블을 설정하는 것을, 훈련 데이터에 레이블링 데이터를 레이블링(labeling) 한다고 명칭 한다.Also, in this specification, setting a label on the training data for learning of the artificial neural network is called labeling the labeling data on the training data.
이 경우 훈련 데이터와 훈련 데이터에 대응하는 레이블)은 하나의 트레이닝 셋(training set)을 구성하고, 인공 신경망에는 트레이닝 셋의 형태로 입력될 수 있다.In this case, the training data and a label corresponding to the training data) constitute one training set, and may be input to the artificial neural network in the form of a training set.
한편 훈련 데이터는 복수의 특징(feature)을 나타내고, 훈련 데이터에 레이블이 레이블링 된다는 것은 훈련 데이터가 나타내는 특징에 레이블이 달린다는 것을 의미할 수 있다. 이 경우 훈련 데이터는 입력 객체의 특징을 벡터 형태로 나타낼 수 있다.On the other hand, training data represents a plurality of features, and labeling the training data may mean that the feature represented by the training data is labeled. In this case, the training data may represent the features of the input object in a vector form.
인공 신경망은 훈련 데이터와 레이블링 데이터를 이용하여, 훈련 데이터와 레이블링 데이터의 연관 관계에 대한 함수를 유추할 수 있다. 그리고, 인공 신경망에서 유추된 함수에 대한 평가를 통해 인공 신경망의 파라미터가 결정(최적화)될 수 있다.The artificial neural network may infer a function for the relationship between the training data and the labeling data by using the training data and the labeling data. In addition, parameters of the artificial neural network may be determined (optimized) through evaluation of the function inferred from the artificial neural network.
비 지도 학습은 기계 학습의 일종으로, 훈련 데이터에 대한 레이블이 주어지지 않는다.Unsupervised learning is a type of machine learning where no labels are given to training data.
구체적으로, 비 지도 학습은, 훈련 데이터 및 훈련 데이터에 대응하는 레이블의 연관 관계 보다는, 훈련 데이터 자체에서 패턴을 찾아 분류하도록 인공 신경망을 학습시키는 학습 방법일 수 있다.Specifically, the unsupervised learning may be a learning method of learning the artificial neural network to find and classify patterns in the training data itself, rather than the association between the training data and the labels corresponding to the training data.
비 지도 학습의 예로는, 군집화 또는 독립 성분 분석(Independent Component Analysis)을 들 수 있다.Examples of unsupervised learning include clustering or independent component analysis.
본 명세서에서 용어 ‘군집화’는 용어 ‘클러스터링’과 혼용되어 사용될 수 있다.In this specification, the term 'clustering' may be used interchangeably with the term 'clustering'.
비지도 학습을 이용하는 인공 신경망의 일례로 생성적 적대 신경망(GAN: Generative Adversarial Network), 오토 인코더(AE: Autoencoder)를 들 수 있다.Examples of artificial neural networks using unsupervised learning include a generative adversarial network (GAN) and an autoencoder (AE).
생성적 적대 신경망이란, 생성기(generator)와 판별기(discriminator), 두 개의 서로 다른 인공지능이 경쟁하며 성능을 개선하는 머신 러닝 방법이다.A generative adversarial neural network is a machine learning method in which two different artificial intelligences, a generator and a discriminator, compete to improve performance.
이 경우 생성기는 새로운 데이터를 창조하는 모형으로, 원본 데이터를 기반으로 새로운 데이터를 생성할 수 있다.In this case, the generator is a model that creates new data, and can generate new data based on the original data.
또한 판별기는 데이터의 패턴을 인식하는 모형으로, 입력된 데이터가 원본 데이터인지 또는 생성기에서 생성한 새로운 데이터인지 여부를 감별하는 역할을 수행할 수 있다.In addition, the discriminator is a model for recognizing patterns in data, and may play a role of discriminating whether input data is original data or new data generated by the generator.
그리고 생성기는 판별기를 속이지 못한 데이터를 입력 받아 학습하며, 판별기는 생성기로부터 속은 데이터를 입력 받아 학습할 수 있다. 이에 따라 생성기는 판별기를 최대한 잘 속이도록 진화할 수 있고, 판별기는 원본 데이터와 생성기에 의해 생성된 데이터를 잘 구분하도록 진화할 수 있다.And the generator learns by receiving the data that did not deceive the discriminator, and the discriminator can learn by receiving the deceived data from the generator. Accordingly, the generator may evolve to deceive the discriminator as best as possible, and the discriminator may evolve to distinguish the original data and the data generated by the generator well.
오토 인코더는 입력 자체를 출력으로 재현하는 것을 목표로 하는 신경망이다.An autoencoder is a neural network that aims to reproduce the input itself as an output.
오토 인코더는 입력층, 적어도 하나의 은닉층 및 출력층을 포함한다. The auto-encoder includes an input layer, at least one hidden layer and an output layer.
이 경우 은닉 계층의 노드 수가 입력 계층의 노드 수보다 적으므로 데이터의 차원이 줄어들게 되며, 이에 따라 압축 또는 인코딩이 수행되게 된다.In this case, since the number of nodes in the hidden layer is smaller than the number of nodes in the input layer, the dimension of data is reduced, and thus compression or encoding is performed.
또한 은닉 계층에서 출력한 데이터는 출력 계층으로 들어간다. 이 경우 출력 계층의 노드 수는 은닉 계층의 노드 수보다 많으므로, 데이터의 차원이 늘어나게 되며, 이에 따라 압축 해제 또는 디코딩이 수행되게 된다.Also, the data output from the hidden layer goes into the output layer. In this case, since the number of nodes of the output layer is greater than the number of nodes of the hidden layer, the dimension of data is increased, and decompression or decoding is performed accordingly.
한편 오토 인코더는 학습을 통해 뉴런의 연결 강도를 조절함으로써 입력 데이터가 은닉층 데이터로 표현된다. 은닉층에서는 입력층보다 적은 수의 뉴런으로 정보를 표현하는데 입력 데이터를 출력으로 재현할 수 있다는 것은, 은닉층이 입력 데이터로부터 숨은 패턴을 발견하여 표현했다는 것을 의미할 수 있다.On the other hand, the auto-encoder controls the neuron's connection strength through learning, so that the input data is expressed as hidden layer data. The hidden layer expresses information with fewer neurons than the input layer, and being able to reproduce the input data as an output may mean that the hidden layer found and expressed hidden patterns from the input data.
준 지도 학습은 기계 학습의 일종으로, 레이블이 주어진 훈련 데이터와 레이블이 주어지지 않은 훈련 데이터를 모두 사용하는 학습 방법을 의미할 수 있다.Semi-supervised learning is a type of machine learning, and may refer to a learning method using both labeled and unlabeled training data.
준 지도 학습의 기법 중 하나로, 레이블이 주어지지 않은 훈련 데이터의 레이블을 추론한 후 추론된 라벨을 이용하여 학습을 수행하는 기법이 있으며, 이러한 기법은 레이블링에 소요되는 비용이 큰 경우에 유용하게 사용될 수 있다.As one of the techniques of semi-supervised learning, there is a technique of inferring a label of unlabeled training data and then performing learning using the inferred label. can
강화 학습은, 에이전트(Agent)가 매 순간 어떤 행동을 해야 좋을지 판단할 수 있는 환경이 주어진다면, 데이터 없이 경험으로 가장 좋을 길을 찾을 수 있다는 이론이다. Reinforcement learning is a theory that, given the environment in which the agent can decide what action to take at every moment, it can find the best way through experience without data.
강화 학습은 주로 마르코프 결정 과정(MDP: Markov Decision Process)에 의하여 수행될 수 있다.Reinforcement learning may be mainly performed by a Markov Decision Process (MDP).
마르코프 결정 과정을 설명하면, 첫 번째로 에이전트가 다음 행동을 하기 위해 필요한 정보들이 구성된 환경이 주어지며, 두 번째로 그 환경에서 에이전트가 어떻게 행동할지 정의하고, 세 번째로 에이전트가 무엇을 잘하면 보상(reward)를 주고 무엇을 못하면 벌점(penalty)을 줄지 정의하며, 네 번째로 미래의 보상이 최고점에 이를 때까지 반복 경험하여 최적의 정책(policy)을 도출하게 된다.To explain the Markov decision process, firstly, an environment is given in which the information necessary for the agent to take the next action is given, secondly, how the agent will behave in that environment is defined, and thirdly, the agent is rewarded ( reward) and a penalty point for failure to do so, and fourthly, the optimal policy is derived by repeating experiences until the future reward reaches the highest point.
인공 신경망은 모델의 구성, 활성 함수(Activation Function), 손실 함수(Loss Function) 또는 비용 함수(Cost Function), 학습 알고리즘, 최적화 알고리즘 등에 의해 그 구조가 특정되며, 학습 전에 하이퍼파라미터(Hyperparameter)가 미리 설정되고, 이후에 학습을 통해 모델 파라미터(Model Parameter)가 설정되어 내용이 특정될 수 있다.The structure of an artificial neural network is specified by the model configuration, activation function, loss function or cost function, learning algorithm, optimization algorithm, etc., and hyperparameters are It is set, and then the model parameter is set through learning and the content can be specified.
예컨대, 인공 신경망의 구조를 결정하는 요소에는 은닉층의 개수, 각 은닉층에 포함된 은닉 노드의 개수, 입력 특징 벡터(Input Feature Vector), 대상 특징 벡터(Target Feature Vector) 등이 포함될 수 있다.For example, factors determining the structure of an artificial neural network may include the number of hidden layers, the number of hidden nodes included in each hidden layer, an input feature vector, a target feature vector, and the like.
하이퍼파라미터는 모델 파라미터의 초기값 등과 같이 학습을 위하여 초기에 설정하여야 하는 여러 파라미터들을 포함한다. 그리고, 모델 파라미터는 학습을 통하여 결정하고자 하는 여러 파라미터들을 포함한다.Hyperparameters include several parameters that must be initially set for learning, such as initial values of model parameters. And, the model parameter includes several parameters to be determined through learning.
예컨대, 하이퍼파라미터에는 노드 간 가중치 초기값, 노드 간 편향 초기값, 미니 배치(Mini-batch) 크기, 학습 반복 횟수, 학습률(Learning Rate) 등이 포함될 수 있다. 그리고, 모델 파라미터에는 노드 간 가중치, 노드 간 편향 등이 포함될 수 있다.For example, the hyperparameter may include an initial weight value between nodes, an initial bias value between nodes, a mini-batch size, a number of learning repetitions, a learning rate, and the like. In addition, the model parameters may include inter-node weights, inter-node biases, and the like.
손실 함수는 인공 신경망의 학습 과정에서 최적의 모델 파라미터를 결정하기 위한 지표(기준)로 이용될 수 있다. 인공 신경망에서 학습은 손실 함수를 줄이기 위하여 모델 파라미터들을 조작하는 과정을 의미하며, 학습의 목적은 손실 함수를 최소화하는 모델 파라미터를 결정하는 것으로 볼 수 있다.The loss function may be used as an index (reference) for determining the optimal model parameter in the learning process of the artificial neural network. In artificial neural networks, learning refers to the process of manipulating model parameters to reduce the loss function, and the purpose of learning can be seen to determine the model parameters that minimize the loss function.
손실 함수는 주로 평균 제곱 오차(MSE: Mean Squared Error) 또는 교차 엔트로피 오차(CEE, Cross Entropy Error)를 사용할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. The loss function may mainly use a mean squared error (MSE) or a cross entropy error (CEE), but the present invention is not limited thereto.
교차 엔트로피 오차는 정답 레이블이 원 핫 인코딩(one-hot encoding)된 경우에 사용될 수 있다. 원 핫 인코딩은 정답에 해당하는 뉴런에 대하여만 정답 레이블 값을 1로, 정답이 아닌 뉴런은 정답 레이블 값이 0으로 설정하는 인코딩 방법이다.The cross-entropy error can be used when the correct answer label is one-hot encoded. One-hot encoding is an encoding method in which the correct label value is set to 1 only for neurons corresponding to the correct answer, and the correct answer label value is set to 0 for neurons that do not have the correct answer.
머신 러닝 또는 딥 러닝에서는 손실 함수를 최소화하기 위하여 학습 최적화 알고리즘을 이용할 수 있으며, 학습 최적화 알고리즘에는 경사 하강법(GD: Gradient Descent), 확률적 경사 하강법(SGD: Stochastic Gradient Descent), 모멘텀(Momentum), NAG(Nesterov Accelerate Gradient), Adagrad, AdaDelta, RMSProp, Adam, Nadam 등이 있다.In machine learning or deep learning, a learning optimization algorithm can be used to minimize the loss function, and the learning optimization algorithm includes gradient descent (GD), stochastic gradient descent (SGD), and momentum (Momentum). ), Nesterov Accelerate Gradient (NAG), Adagrad, AdaDelta, RMSProp, Adam, and Nadam.
경사 하강법은 현재 상태에서 손실 함수의 기울기를 고려하여 손실 함수값을 줄이는 방향으로 모델 파라미터를 조정하는 기법이다. Gradient descent is a technique that adjusts model parameters in a direction to reduce the loss function value by considering the gradient of the loss function in the current state.
모델 파라미터를 조정하는 방향은 스텝(step) 방향, 조정하는 크기는 스텝 사이즈(size)라고 칭한다.The direction in which the model parameter is adjusted is referred to as a step direction, and the size to be adjusted is referred to as a step size.
이때, 스텝 사이즈는 학습률을 의미할 수 있다.In this case, the step size may mean a learning rate.
경사 하강법은 손실 함수를 각 모델 파라미터들로 편미분하여 기울기를 획득하고, 모델 파라미터들을 획득한 기울기 방향으로 학습률만큼 변경하여 갱신할 수 있다.In the gradient descent method, a gradient is obtained by partial differentiation of the loss function into each model parameter, and the model parameters can be updated by changing the learning rate in the obtained gradient direction.
확률적 경사 하강법은 학습 데이터를 미니 배치로 나누고, 각 미니 배치마다 경사 하강법을 수행하여 경사 하강의 빈도를 높인 기법이다.The stochastic gradient descent method is a technique in which the frequency of gradient descent is increased by dividing the training data into mini-batch and performing gradient descent for each mini-batch.
Adagrad, AdaDelta 및 RMSProp는 SGD에서 스텝 사이즈를 조절하여 최적화 정확도를 높이는 기법이다. SGD에서 모멘텀 및 NAG는 스텝 방향을 조절하여 최적화 정확도를 높이는 기법이다. Adam은 모멘텀과 RMSProp를 조합하여 스텝 사이즈와 스텝 방향을 조절하여 최적화 정확도를 높이는 기법이다. Nadam은 NAG와 RMSProp를 조합하여 스텝 사이즈와 스텝 방향을 조절하여 최적화 정확도를 높이는 기법이다.Adagrad, AdaDelta, and RMSProp are techniques to increase optimization accuracy by adjusting the step size in SGD. In SGD, momentum and NAG are techniques to increase optimization accuracy by adjusting the step direction. Adam is a technique to increase optimization accuracy by adjusting the step size and step direction by combining momentum and RMSProp. Nadam is a technique to increase optimization accuracy by adjusting the step size and step direction by combining NAG and RMSProp.
인공 신경망의 학습 속도와 정확도는 인공 신경망의 구조와 학습 최적화 알고리즘의 종류뿐만 아니라, 하이퍼파라미터에 크게 좌우되는 특징이 있다. 따라서, 좋은 학습 모델을 획득하기 위하여는 적당한 인공 신경망의 구조와 학습 알고리즘을 결정하는 것뿐만 아니라, 적당한 하이퍼파라미터를 설정하는 것이 중요하다.The learning speed and accuracy of an artificial neural network have a characteristic that it largely depends on hyperparameters as well as the structure of the artificial neural network and the type of learning optimization algorithm. Therefore, in order to obtain a good learning model, it is important not only to determine an appropriate artificial neural network structure and learning algorithm, but also to set appropriate hyperparameters.
통상적으로 하이퍼파라미터는 실험적으로 다양한 값으로 설정해가며 인공 신경망을 학습시켜보고, 학습 결과 안정적인 학습 속도와 정확도를 제공하는 최적의 값으로 설정한다.Typically, hyperparameters are set to various values experimentally to train the artificial neural network, and as a result of learning, they are set to optimal values that provide stable learning speed and accuracy.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센싱부(140)를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining the
도 4를 참조하면, 인공 지능 기기(100)의 센싱부(140)는 다양한 센서를 활용하여 인공 지능 기기(100)의 외부 환경 요소 및 동작 상태에 대한 정보를 포함하는 운전 로그를 수집할 수 있다. 운전 로그에는 외부 환경 요소에 대한 정보인 미세먼지 농도, 초미세먼지 농도, 극초미세먼지 농도, 냄새농도값, 공기오염도, 먼지오염도, 냄새오염도, 종합청정도, 습도값 및 온도값 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 운전 로그에는 동작 상태에 대한 정보인 센서 모니터링 ON/OFF 상태, 시그널 라이팅 ON/OFF 상태, 꺼짐/켜짐 예약 시간, 동작 여부, 취침 예약 시간 및 운전모드 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the
또한, 인공 지능 기기(100)의 메모리(170)는 운전 로그에 대응하는 데이터를 저장할 수 있다.Also, the
센싱부(140)는 미세먼지 농도, 초미세먼지 농도 또는 극초미세먼지 농도를 수집하는 먼지 센서(1401)를 포함할 수 있다. 먼지 센서(1401)는 인공 지능 기기(100)의 외부 환경 요소에 대한 정보인 미세먼지 농도를 수집할 수 있다. The
센싱부(140)는 인공 지능 기기(100)가 모터를 사용하는 경우, 인공 지능 기기기(100)의 모터의 분당 회전수를 수집하는 모터 센서(1402)를 포함할 수 있다. 모터 센서(1402)는 인공 지능 기기의 동작 상태 정보인 모터의 분당 회전 수를 수집할 수 있다.The
센싱부(140)는 냄새농도값 또는 공기오염도를 수집하는 냄새 센서(1403)을 포함할 수 있다.The
센싱부(140)는 먼지오염도 및 냄새오염도를 기초로 종합청정도를 수집하는 종합청정도 센서(1404)를 포함할 수 있다.The
센싱부(140)는 습도값을 수집하는 습도 센서(1405)를 포함할 수 있다.The
센싱부(140)는 온도값을 수집하는 온도 센서(1406)을 포함할 수 있다.The
센싱부(140)는 센서 모니터링 ON/OFF 상태를 수집하는 모니터링 센서(1407)를 포함할 수 있다.The
센싱부(140)는 시그널 라이팅 ON/OFF 상태를 수집하는 시그널라이팅 센서(1408)을 포함할 수 있다. The
센싱부(140)는 인공 지능 기기(100)의 꺼짐 또는 켜짐 예약 시간을 수집하는 꺼짐/켜짐예약 센서(1409)를 포함할 수 있다.The
센싱부(140)는 인공 지능 기기(100)의 동작 여부의 정보를 수집하는 전원 센서(1410)를 포함할 수 있다.The
센싱부(140)는 인공 지능 기기(100)의 취침 예약 시간을 수집하는 취침예약 센서(1411)를 포함할 수 있다.The
센싱부(140)는 인공 지능 기기(100)의 운전모드에 대한 정보를 수집하는 운전모드 센서(1412)를 포함할 수 있다. The
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 인공지능모델의 생성 방법을 설명하기 위한 도면이다. 5 is a diagram for explaining a method of generating an artificial intelligence model, according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시 예에 따른 인공지능 모델은, 인공 지능 기기가 정상적으로 동작을 하는지 고장이 발생한 것인지를 예측하도록 트레이닝 되거나, 고장 증상이 무엇인지를 예측하도록 트레이닝 될 수 있다.The artificial intelligence model according to an embodiment of the present invention may be trained to predict whether an artificial intelligence device operates normally or a failure has occurred, or may be trained to predict what a failure symptom is.
인공지능모델은, 운전 로그에 대응하는 훈련용 데이터에 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 대한 정보를 레이블링하여 트레이닝 된 뉴럴 네트워크일 수 있다. 한편, 뉴럴 네트워크를 인공지능 모델이라 명칭할 수 있다. 또한, 인공지능 모델은 인공 지능 서버(200)에서 트레이닝 되어 인공 지능 기기(100)에 탑재될 수 잇다. 또한, 인공 지능 기기(100)가 뉴럴 네트워크를 트레이닝 할 수 있다.The artificial intelligence model may be a neural network trained by labeling information on a normal category or a malfunction symptom category on training data corresponding to a driving log. On the other hand, the neural network can be called an artificial intelligence model. In addition, the artificial intelligence model may be trained in the
먼저 도 5의 (a)를 참조하여, 인공 지능 기기가 정상인지 고장인지를 예측하도록 트레이닝 하는 방법을 설명한다.First, a method of training the artificial intelligence device to predict whether it is normal or malfunctioning will be described with reference to FIG. 5A .
인공 지능 서버(200)는 운전 로그에 대응하는 데이터에 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 대한 정보를 레이블링 하여 뉴럴 네트워크(501)를 트레이닝 할 수 있다. The
인공 지능 서버(200)는, 정상 시나리오에 따른 운전 로그에 대응하는 훈련용 데이터에 정상 범주에 대한 정보를 레이블링하고, 고장 시나리오에 따른 운전 로그에 대응하는 훈련용 데이터에 고장 증상 범주에 대한 정보를 레이블링하여 뉴럴 네트워크(501)를 트레이닝 할 수 있다.The
구체적으로 인공 지능 서버(200)는 센서를 이용하여 인공 지능 기기(100)의 외부 환경 요소 및 동작 상태에 대한 정보를 포함하는 운전 로그를 수집하고, 수집한 운전 로그를 운전 로그에 대응하는 데이터로 변환할 수 있다. 그리고 인공 지능 서버(200)는 운전 로그에 대응하는 데이터를 입력 값으로, 인공 지능 기기의 운전 로그가 수집될 때의 인공 지능 기기의 상태(정상 범주 내 동작 또는 고장 증상 범주 내 동작)를 출력 값으로 이용하여 뉴럴 네트워크를 트레이닝 할 수 있다. 여기서 인공 지능 기기의 상태(정상 범주 내 동작 또는 고장 증상 범주 내 동작)는, 뉴럴 네트워크가 운전 로그에 대응하는 데이터를 이용하여 추론해야 하는 정답일 수 있다.Specifically, the
따라서 인공 지능 서버(200)는 운전 로그에 대응하는 데이터에 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 대한 정보를 레이블링 하여 뉴럴 네트워크에 제공할 수 있다.Accordingly, the
이 경우 뉴럴 네트워크는 운전 로그에 대응하는 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 대한 정보를 이용하여, 운전 로그에 대응하는 데이터와 정상/고장 여부에 대한 정보의 연관 관계에 대한 함수를 유추할 수 있다. 그리고 뉴럴 네트워크에서 유추된 함수에 대한 평가를 통해, 뉴럴 네트워크의 파라미터(가중치(weight), 편향(bias) 등)가 결정(최적화)될 수 있다.In this case, the neural network may infer a function for the correlation between the data corresponding to the driving log and the information on whether normal/failure by using the information on the normal category or the failure symptom category corresponding to the driving log. And, through evaluation of the function inferred from the neural network, parameters (weight, bias, etc.) of the neural network may be determined (optimized).
한편 인공 지능 서버(200)는 소정의 시간 구간의 데이터를 이용하여 뉴럴 네트워크를 트레이닝 할 수 있다.Meanwhile, the
구체적으로 인공 지능 기기(100)가 작동하는 동안 외부 환경 요소 및 동작 상태에 대한 정보를 포함하는 운전 로그는 시계열적으로 수집될 수 있으며, 따라서 운전 로그에 대응하는 데이터 역시 시계열적으로 수집되는 데이터일 수 있다.Specifically, while the
이 경우 인공 지능 서버(200)는 시계열적으로 수집되는 데이터를 소정의 시간 구간에 따라 분리하고, 분리된 데이터에 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 대한 정보를 레이블링 하여 뉴럴 네트워크를 트레이닝 할 수 있다.In this case, the
예를 들어 인공 지능 서버(200)는, 시계열적으로 수집되는 데이터를 1초 단위로 분리할 수 있다. 그리고 인공 지능 서버(200)는 1초의 시간 구간에 해당하는 데이터에 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 대한 정보를 레이블링 하여 뉴럴 네트워크를 트레이닝 하고, 그리고 나서 다음 1초의 시간 구간에 해당하는 데이터에 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 대한 정보를 레이블링 하여 뉴럴 네트워크를 트레이닝 할 수 있다.For example, the
한편 인공 지능 서버(200)는 다양한 종류의 인공 지능 기기(100), 다양한 종류의 센서를 통해 수집된 운전 로그 및 운전 로그가 발생할 때의 인공 지능 기기의 상태를 이용하여 뉴럴 네트워크를 트레이닝 할 수 있다.Meanwhile, the
여기서 인공 지능 기기(100)의 종류가 다양하다는 것은, 인공 지능 기기가, 로봇(100a), 자율 주행 차량(100b), XR 장치(100c), 스마트폰(100d) 또는 가전(100e)이 될 수 있는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 인공 지능 기기(100)는 공기청정기가 될 수 있다. Here, the diversity of the types of the
또한, 센서가 다양하다는 것은, 인공 지능 기기가 사용되고 있는 주변 환경 요소를 수집하거나 인공 지능 기기가 동작하고 있는 상태를 수집할 수 있는 적어도 하나 이상의 센서가 있다는 것을 의미할수 있다. 예를 들어, 인공 지능 기기(100)가 공기청정기인 경우, 먼지 센서(1401), 모터 센서(1402), 냄새 센서(1403), 종합청정도 센서(1404), 습도 센서(1403), 온도 센서(1406), 모니터링 센서(1407), 시그널라이팅 센서(1408), 꺼짐/켜짐 예약센서(1409), 전원 센서(1410), 취침예약센서(1411) 및 운전모드 센서(1412) 중 적어도 하나 이상의 센서를 통해 공기청정기의 외부 환경 요소를 수집하거나, 공기청정기의 동작 상태에 대한 정보를 포함하는 운전 로그를 수집할 수 있다.In addition, the variety of sensors may mean that there is at least one sensor capable of collecting environmental elements in which the artificial intelligence device is being used or the state in which the artificial intelligence device is operating. For example, when the
다음은 도 5의 (b)를 참조하며, 인공지능모델이 인공 지능 기기가 적어도 하나 이상의 정상 범주 또는 적어도 하나 이상의 고장 증상 범주 중 어느 범주에 해당하는지를 예측하도록 트레이닝 하는 방법을 설명한다. 또한 도 5의 (a)에서의 설명된 내용과 다른 점만을 설명하도록 한다.Next, referring to FIG. 5 (b), a method for training an artificial intelligence model to predict whether an artificial intelligence device corresponds to at least one normal category or at least one failure symptom category will be described. In addition, only points different from those described in FIG. 5 (a) will be described.
인공 지능 서버(200)는 운전 로그에 대응하는 데이터에 적어도 하나 이상의 정상 범주 또는 적어도 하나 이상의 고장 증상 범주에 대한 정보를 레이블링 하여 뉴럴 네트워크에 제공할 수 있다. 이 경우, 적어도 하나 이상의 정상 범주 또는 적어도 하나 이상의 고장 증상 범주 각각에 대하여 분류값을 설정할 수도 있다. The
예를 들어, 인공 지능 기기의 운전 로그가 수집될 때의 인공 지능 기기의 상태는 여러 범주로 분류 될 수 있다. 인공 지능 기기가 공기청정기인 경우, 공기청정기의 개별적인 사용 환경 마다 적어도 하나 이상의 정상 범주 또는 적어도 하나 이상의 고장 증상 범주로 분류 될 수 있다. 예를 들어, 공기청정기가 먼지가 많이 발생하는 산업 현장에서 사용되는 경우 공기청정기의 모터 회전 수가 다른 사용환경보다 높지만 먼지 농도가 큰폭으로 감소되지 않을 수 있지만 정상 범주로 분류될 수 있다. 또한, 공기청정기가 실내 가정에서 사용되는 경우 모터 회전 수가 높아짐에 따라 먼지 농도가 반비례적으로 감소할 것이고 정상 범주로 분류될 수 있다. 한편, 공기청정기의 먼지 센서가 오작동을 일으켜 먼지 농도가 모터 회전수와 관련 없이 불규칙적으로 측정되는 경우 먼지 센서의 오작동이 있는 고장 증상 범주로 분류될 수 있다. 또는, 공기청정기의 모터 회전수가 먼지 농도에 관련 없이 일정하게만 측정되는 경우 모터에 오작동이 있는 고장 증상 범주로 분류될 수 있다.For example, the state of the AI device when the driving log of the AI device is collected can be classified into several categories. When the artificial intelligence device is an air purifier, it may be classified into at least one normal category or at least one malfunction symptom category for each individual use environment of the air purifier. For example, when the air purifier is used in an industrial site where a lot of dust is generated, the motor rotation number of the air purifier is higher than that of other use environments, but the dust concentration may not be significantly reduced, but it may be classified as a normal category. In addition, when the air purifier is used in an indoor home, the dust concentration will decrease inversely as the motor rotation speed increases, and it can be classified as a normal category. On the other hand, when the dust sensor of the air purifier malfunctions and the dust concentration is measured irregularly regardless of the motor rotation speed, it may be classified into a malfunction symptom category with a malfunction of the dust sensor. Alternatively, when the rotation speed of the motor of the air purifier is measured only constant regardless of the dust concentration, it may be classified as a malfunction symptom category in which the motor malfunctions.
또한, 인공 지능 서버(200)는 운전 로그에 대응하는 데이터를 입력 값으로, 인공 지능 기기의 운전 로그가 수집될 때의 인공 지능 기기의 상태(적어도 하나 이상의 정상 범주 또는 적어도 하나 이상의 고장 증상 범주)를 출력 값으로 이용하여 뉴럴 네트워크를 트레이닝 할 수 있다. 여기서 인공 지능 기기의 상태 는, 뉴럴 네트워크가 운전 로그에 대응하는 데이터를 이용하여 추론해야 하는 정답일 수 있다. 또한, 출력 값은 적어도 하나 이상의 정상 범주 또는 적어도 하나 이상의 고장 증상 범주 각각에 대하여 설정된 분류값일 수 있다. 따라서, 분류값에 기초하여, 운전 로그가 적어도 하나 이상의 정상 범주 또는 적어도 하나 이상의 고장 증상 범주 중 어느 하나의 범주에 해당하는지에 대한 분류결과정보를 획득할 수 있다.In addition, the
인공 지능 서버(200)는 운전 로그에 대응하는 데이터에 적어도 하나 이상의 정상 범주 또는 적어도 하나 이상의 고장 증상 범주를 레이블링 하여 뉴럴 네트워크에 제공할 수 있다.The
이 경우 뉴럴 네트워크는 운전 로그에 대응하는 데이터 및 적어도 하나 이상의 정상 범주 또는 적어도 하나 이상의 고장 증상 범주를 이용하여, 운전 로그에 대응하는 데이터와 인공 지능 상태에 대한 정보의 연관 관계에 대한 함수를 유추할 수 있다. 그리고 뉴럴 네트워크에서 유추된 함수에 대한 평가를 통해, 뉴럴 네트워크의 파라미터(가중치(weight), 편향(bias) 등)가 결정(최적화)될 수 있다.In this case, the neural network can infer a function for the correlation between the data corresponding to the driving log and the data corresponding to the driving log and at least one normal category or at least one or more failure symptom categories, can And, through evaluation of the function inferred from the neural network, parameters (weight, bias, etc.) of the neural network may be determined (optimized).
또한 인공 지능 서버(200)는 시계열적으로 수집된 데이터를 일정 크기의 시간 구간에 따라 분리하고, 분리된 데이터에 적어도 하나 이상의 정상 범주 또는 적어도 하나 이상의 고장 증상 범주를 레이블링 하여 뉴럴 네트워크를 트레이닝 할 수 있다.In addition, the
한편 위와 같은 방식으로 트레이닝 된 뉴럴 네트워크를 인공지능 모델이라 명칭할 수 있다.On the other hand, the neural network trained in the above way can be called an artificial intelligence model.
한편 인공지능 모델은 인공 지능 기기(100)에 탑재될 수 있다. Meanwhile, the artificial intelligence model may be mounted on the
구체적으로 인공지능 모델은, 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 그리고 인공지능 모델의 일부 또는 전부가 소프트웨어로 구현되는 경우, 인공지능 모델을 구성하는 하나 이상의 명령어는 인공 지능 기기의 메모리(170)에 저장될 수 있다.Specifically, the artificial intelligence model may be implemented as hardware, software, or a combination of hardware and software. And when some or all of the artificial intelligence model is implemented in software, one or more instructions constituting the artificial intelligence model may be stored in the
한편 운전 로그에 대응하는 데이터를 이용하여 뉴럴 네트워크를 트레이닝 하는 경우, 이러한 데이터를 운전 로그에 대응하는 훈련용 데이터라 명칭할 수 있다.Meanwhile, when the neural network is trained using data corresponding to the driving log, such data may be called training data corresponding to the driving log.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 지능 기기가 운전 로그 및 인공지능모델을 이용하여 고장 진단을 하는 방법을 나타낸 동작 흐름도이다. 6 is an operation flowchart illustrating a method for an artificial intelligence device to diagnose a failure using a driving log and an artificial intelligence model according to an embodiment of the present invention.
센싱부(140)는 인공 지능 기기(100)의 외부 환경 요소 및 동작 상태에 대한 정보를 포함하는 운전 로그를 수집할 수 있다(S601).The
프로세서(180)는 운전 로그에 대응하는 데이터를 인공지능모델에 제공할 수 있다(S602).The
프로세서(180)는 인공 지능 기기(100)가 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 해당하는 지에 대한 정보를 획득 할 수 있다(S602).The
따라서, 프로세서(180)는 운전 로그에 대응하는 데이터를 인공지능 모델에 제공하여 인공 지능 기기가 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 해당하는 지에 대한 정보를 획득할 수 있다.Accordingly, the
프로세서(180)는, 인공 지능 기기(100)가 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 해당하는 지에 대한 정보를 출력부(150)를 통해 출력하거나, 통신부(110)를 통해 외부 전자 기기로 전송할 수 있다.The
프로세서(180)는 획득한 정보에 따른 제어를 수행할 수 있다. The
프로세서(180)는 출력부(150)를 통해 인공 지능 기기(100)가 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 해당하는 지에 대한 정보를 출력하도록 제어할 수 있다. 따라서, 인공 지능 기기(100)의 사용자가 인공 지능 기기(100)가 정상 또는 비정상으로 작동 중인지 파악하게 할 수 있다.The
또한, 프로세서(180)는 통신부(110)를 통해 인공 지능 기기(100)가 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 해당하는 지에 대한 정보를 다른 인공 지능 기기 또는 인공 지능 서버로 전송하도록 제어할 수 있다.In addition, the
예를 들어, 프로세서(180)는 통신부(110)를 통해 인공 지능 기기(100)가 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 해당하는 지에 대한 정보를 인공 지능 기기(100)의 제조사가 운영하는 서비스 센터의 서버로 전송할 수 있다.For example, the
또한, 프로세서(180)는 획득한 정보에 따라 인공 지능 기기(100)가 고장 증상 범주에 해당하는 경우, 인공 지능 기기(100)의 작동을 종료하도록 제어할 수도 있다. In addition, the
또한, 프로세서(180)는 획득한 정보에 따라 운전 로그에 대응하는 데이터를 저장 또는 삭제하도록 제어할 수 있다.Also, the
또한, 프로세서(180)는 획득한 정보를 기초로 인공 지능 기기(100)가 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 해당하는지 판별할 수 있다(S604).In addition, the
또한, 프로세서(180)는 인공 지능 기기(100)가 정상 범주에 해당하는 것으로 판별되는 경우, 메모리(170)에 저장된 운전 로그에 대응하는 데이터를 삭제할 수 있다. 따라서, 모든 운전 로그를 저장하지 않고 효율적으로 운전 로그를 관리할 수 있다. Also, when it is determined that the
또한, 프로세서(180)는 인공 지능 기기(100)가 고장 증상 범주에 해당하는 것으로 판별된 경우, 메모리(170)에 저장된 운전 로그에 대응하는 데이터를 특이 로그로 저장할 수 있다. 따라서, 모든 운전 로그를 저장하지 않고, 고장의 원인을 파악하기 위한 로그를 별도로 특이 로그로 관리할 수 있다.In addition, when it is determined that the
한편, 프로세서(180)는 획득한 정보에 대응하는 고장 접수가 되었는지에 대한 결과값을 획득 할 수 있다. 예를 들어, 인공 지능 기기(100)의 입력부(120)으로부터 고장 접수가 되었는지에 대한 결과값을 입력받거나, 통신부(110)를 통해 고장 접수가 되었는지에 대한 결과값을 획득할 수 있다.Meanwhile, the
따라서, 프로세서(180)는 고장 접수가 되었는지 판별할 수 있다(S605)Accordingly, the
프로세서(180)는 인공 지능 기기(100)가 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 해당하는 지에 대한 정보에 대응하는 고장 접수가 된 경우, 특이 로그에 대한 접근 요청을 허용할 수 있다(S606). 프로세서(180)는 특이 로그에 대한 접근 요청을 인공 지능 기기(100)의 입력부(120) 통해 입력받거나 또는 통신부(110)를 통해 수신할 수 있다. 따라서, 인공 지능 기기(100)가 고장이 접수될 경우 특이로그도 함께 제공될 수 있도록 하여, 고장 증상의 진단 및 수리를 용이하게 할 수 있다.When a failure is received corresponding to information on whether the
또한, 프로세서(180)는 기설정된 시간 내에 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 해당하는 지에 대한 정보에 에 대응하는 고장 접수가 된 경우 운전 로그에 대응하는 데이터에 고장 증상 범주에 대한 정보를 레이블링하여 인공지능 모델에 제공할 수 있다(S607). 따라서, 프로세서(180)는 인공지능모델을 재학습시킬 수 있으며, 인공 지능 기기의 개별적인 사용 환경에 따라 최적화된 인공지능모델을 확보할 수 있다. In addition, the
한편, 프로세서(180)는 기설정된 시간 내에 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 해당하는 지에 대한 정보에 에 대응하는 고장 접수가 되지 않은 경우, 운전 로그에 대응하는 데이터에 정상 범주에 대한 정보를 레이블링하여 인공지능 모델에 제공할 수 있다(S608). 따라서, 프로세서(180)는 인공지능모델을 재학습시킬 수 있으며, 인공 지능 기기의 개별적인 사용 환경에 따라 최적화된 인공지능모델을 확보할 수 있다. On the other hand, the
예를 들어, 공기청정기가 먼지가 많이 발생하는 공간에서 사용되는 경우 공기청정기의 모터 회전 수가 다른 환경에서의 공기청정기의 모터 회전 수보다 높지만 먼지 농도가 큰폭으로 감소되지 않을 수 있다. 이 경우, 공기청정기가 고장 증상 범주에 해당한다고 판별될 수 있으나, 기설정된 시간 내에 고장 접수가 되지 않는 경우 정상 범주에 해당하는 것으로 보고 인공지능모델을 재학습시킬 수 있다.For example, when the air purifier is used in a dusty space, the motor speed of the air purifier is higher than that of the air purifier in other environments, but the dust concentration may not be significantly reduced. In this case, it may be determined that the air purifier falls within the category of failure symptoms, but if the failure is not received within the preset time, it may be regarded as corresponding to the normal category and the artificial intelligence model may be retrained.
도 7 내지 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 지능 기기의 인공지능모델이 학습하는 운전 로그에 대응하는 데이터를 설명하기 위한 도면이다.7 to 9 are diagrams for explaining data corresponding to a driving log learned by an artificial intelligence model of an artificial intelligence device according to an embodiment of the present invention.
인공 지능 기기(100)의 센싱부(140)는 인공 지능 기기(100)의 외부 환경 요소에 대한 정보인 미세먼지 농도를 수집하는 먼지 센서(1401) 및 인공 지능 기기(100)의 동작 상태 정보인 모터의 분당 회전 수를 수집하는 모터 센서(1402)를 포함할 수 있다.The
프로세서(180)는 먼지 센서(1401) 및 모터 센서(1402)로부터 수집되는 운전 로그에 대응하는 데이터를 획득할 수 있다.The
프로세서(180)는 획득한 운전 로그에 대응하는 데이터를 메모리(170)에 저장할 수 있다. The
구체적으로 프로세서(180)는 먼지 센서(1401) 및 모터 센서(1402)를 이용하여 수집된 운전 로그를 운전 로그에 대응하는 데이터로 변환할 수 있다. 여기서 운전 로그에 대응하는 데이터는, 미세먼지 농도(㎍/M³) 및 모터의 분당 회전수(RPM) 중 적어도 하나를 나타내는 특징 벡터일 수 있다.In more detail, the
이 경우 프로세서(180)는, 운전 로그를 인공지능모델의 훈련 데이터로 사용된 데이터와 동일한 형식의 데이터로 변환할 수 있다. 한편 소정의 시간 구간의 데이터를 훈련 데이터로 사용하여 인공지능 모델을 생성한 경우, 프로세서(180)는 소정의 시간 구간의 데이터를 인공지능모델에 제공할 수 있다.In this case, the
도 7 내지 도 9에서는 공기청정기의 정상/고장 시나리오에 따른 운전 로그에 대응하는 시계열 데이터의 예시로서, 시간(t)의 흐름에 따른 미세먼지의 농도 (㎍/M³) 및 모터의 분당 회전수(RPM) 변화 그래프를 도시하였다. 7 to 9 are examples of time series data corresponding to the operation log according to the normal/failure scenario of the air purifier, and the concentration of fine dust (㎍/M³) and the number of revolutions per minute of the motor ( RPM) change graph is shown.
도 7은 공기청정기가 정상적으로 작동하는 경우의 예시 변화 그래프이다. 7 is an exemplary change graph when the air purifier operates normally.
미세먼지 농도(701)은 모터의 분당 회전 수(702)가 증가함에 따라 감소하고, 모터의 분당 회전 수(702)는 미세먼지 농도(701)가 감소함에 따라 함께 감소한다. 따라서, 정상 시나리오에 따른 운전 로그에 대응하는 시계열 데이터를 정상 범주에 대한 정보로 레이블링하여 인공지능모델 학습에 이용할 수 있다.The
도 8은 먼지 센서가 고장이 발생한 경우의 예시 변화 그래프이다. 8 is an exemplary change graph when a dust sensor malfunctions.
먼지 센서가 오작동을 일으켜, 미세먼지 농도(801)가 급격하게 증가했다가 급격하게 감소하는 것으로 측정되고 있으며, 모터는 정상적으로 작동하여 농도의 변화에 따라 모터의 분당 회전 수(802)가 측정된다. 따라서, 먼지 센서 고장 시나리오에 따른 운전 로그에 대응하는 시계열 데이터를 고장 증상(먼지 센서 고장) 범주에 대한 정보로 레이블링하여 인공지능모델 학습에 이용할 수 있다.The dust sensor malfunctions, and it is measured that the
도 9는 모터에 고장이 발생한 경우의 예시 변화 그래프이다. 9 is an exemplary change graph when a failure occurs in the motor.
미세먼지 농도(901)는 감소하고 있으나, 미세먼지 농도에 따라 감소하여야 하는 모터의 분당 회전 수(902)가 미세 먼지 농도의 변화에도 상관없이 일정하게 유지 된다. 따라서, 모터 고장 시나리오에 따른 운전 로그에 대응하는 시계열 데이터를 고장 증상(모터 고장) 범주에 대한 정보로 레이블링하여 인공지능모델 학습에 이용할 수 있다.Although the
프로세서(180)는 미세먼지 농도 및 모터의 분당 회전 수를 나타내는 특징 벡터를 인공지능 모델에 제공하여 인공 지능 기기가 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 해당하는 지에 대한 정보를 획득할 수 있다.The
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 프로세서(180)를 포함할 수도 있다.The present invention described above can be implemented as computer-readable codes on a medium in which a program is recorded. The computer-readable medium includes all types of recording devices in which data readable by a computer system is stored. Examples of computer-readable media include Hard Disk Drive (HDD), Solid State Disk (SSD), Silicon Disk Drive (SDD), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc. There is this. In addition, the computer may include a
Claims (20)
상기 운전 로그에 대응하는 시계열 데이터를 저장하는 메모리; 및
상기 운전 로그에 대응하는 시계열 데이터를 인공 지능 모델에 제공하여 상기 인공 지능 기기가 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 해당하는 지에 대한 정보를 획득하고, 상기 획득한 정보에 따른 제어를 수행하는 프로세서를 포함하며,
상기 인공지능 모델은,
상기 운전 로그에 대응하는 훈련용 시계열 데이터에 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 대한 정보를 레이블링하여 트레이닝 된 뉴럴 네트워크이고,
상기 센싱부는,
상기 외부 환경 요소에 대한 정보인 미세먼지 농도를 수집하는 먼지 센서 및 상기 동작 상태에 대한 정보인 모터의 분당 회전 수를 수집하는 모터 센서를 포함하고,
상기 프로세서는
상기 미세먼지 농도의 시계열 데이터와 상기 모터의 분당 회전 수의 시계열 데이터에 기초하여 상기 인공 지능 기기의 고장 여부를 진단하는
인공 지능 기기.a sensing unit for collecting a driving log including information on external environmental factors and operating states of the artificial intelligence device;
a memory for storing time series data corresponding to the driving log; and
A processor configured to provide time series data corresponding to the driving log to an artificial intelligence model to obtain information on whether the artificial intelligence device corresponds to a normal category or a failure symptom category, and to perform control according to the acquired information ,
The artificial intelligence model is
It is a neural network trained by labeling information on a normal category or a failure symptom category on training time series data corresponding to the driving log,
The sensing unit,
a dust sensor that collects fine dust concentration, which is information on the external environmental factors, and a motor sensor that collects the number of revolutions per minute of the motor, which is information about the operating state,
the processor is
Diagnosing whether the artificial intelligence device is malfunctioning based on the time series data of the fine dust concentration and the time series data of the number of revolutions per minute of the motor
artificial intelligence devices.
상기 프로세서는,
상기 운전 로그에 대응하는 시계열 데이터를 인공지능 모델에 제공하고, 상기 인공지능 모델이 상기 제공되는 시계열 데이터를 이용하여 출력하는 분류값에 기초하여 상기 운전 로그가 적어도 하나 이상의 정상 범주 또는 적어도 하나 이상의 고장 증상 범주 중 어느 범주에 해당하는지에 대한 분류결과정보를 획득하는
인공 지능 기기.According to claim 1,
The processor is
Time series data corresponding to the driving log is provided to an artificial intelligence model, and based on a classification value output by the artificial intelligence model using the provided time series data, the driving log is at least one normal category or at least one failure Acquiring classification result information on which category of symptom categories falls under
artificial intelligence devices.
상기 프로세서는,
상기 인공 지능 기기가 정상 범주에 해당하는 것으로 판별되는 경우, 상기 메모리에 저장된 운전 로그에 대응하는 시계열 데이터를 삭제하는,
인공 지능 기기.According to claim 1,
The processor is
When it is determined that the artificial intelligence device corresponds to the normal category, deleting time series data corresponding to the driving log stored in the memory,
artificial intelligence devices.
상기 프로세서는,
상기 인공 지능 기기가 고장 증상 범주에 해당하는 것으로 판별된 경우, 상기 메모리에 저장된 운전 로그에 대응하는 시계열 데이터를 특이 로그로 상기 메모리에 저장하는,
인공 지능 기기.According to claim 1,
The processor is
When it is determined that the artificial intelligence device corresponds to the failure symptom category, time series data corresponding to the driving log stored in the memory is stored in the memory as a specific log,
artificial intelligence devices.
상기 프로세서는,
상기 획득한 정보에 대응하는 고장 접수가 된 경우, 상기 메모리에 저장된 특이 로그에 대한 접근 요청을 허용하는,
인공 지능 기기.6. The method of claim 5,
The processor is
When a failure corresponding to the acquired information is received, an access request to the special log stored in the memory is allowed,
artificial intelligence devices.
상기 프로세서는,
기설정된 시간 내에 상기 획득한 정보에 대응하는 고장 접수가 되지 않은 경우, 상기 운전 로그에 대응하는 시계열 데이터에 정상 범주에 대한 정보를 레이블링하여 상기 인공지능 모델에 제공하는,
인공 지능 기기.According to claim 1,
The processor is
When a failure corresponding to the acquired information is not received within a preset time, the time series data corresponding to the driving log is labeled with information on the normal category and provided to the artificial intelligence model,
artificial intelligence devices.
상기 프로세서는,
기설정된 시간 내에 상기 획득한 정보에 대응하는 고장 접수가 된 경우, 상기 운전 로그에 대응하는 시계열 데이터에 고장 증상 범주에 대한 정보를 레이블링하여 상기 인공지능 모델에 제공하는,
인공 지능 기기.The method of claim 1,
The processor is
When a failure corresponding to the acquired information is received within a preset time, information on a failure symptom category is labeled in time series data corresponding to the driving log and provided to the artificial intelligence model,
artificial intelligence devices.
상기 운전 로그에 대응하는 시계열 데이터는,
상기 미세먼지 농도의 시계열 데이터 및 상기 모터의 분당 회전 수의 시계열 데이터를 나타내는 특징 벡터인,
인공 지능 기기.The method of claim 1,
Time series data corresponding to the operation log,
A feature vector representing time series data of the fine dust concentration and time series data of the number of revolutions per minute of the motor,
artificial intelligence devices.
프로세서가 상기 운전 로그에 대응하는 시계열 데이터를 인공지능 모델에 제공하여 상기 인공 지능 기기가 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 해당하는 지에 대한 정보를 획득하는 단계; 및
상기 프로세서가 상기 획득한 정보에 따른 제어를 수행하는 단계를 포함하며,
상기 인공지능 모델은,
상기 운전 로그에 대응하는 훈련용 시계열 데이터에 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 대한 정보를 레이블링하여 트레이닝 된 뉴럴 네트워크이고,
상기 운전 로그를 수집하는 단계는,
상기 외부 환경 요소에 대한 정보인 미세먼지 농도를 수집하는 단계; 및
상기 동작 상태에 대한 정보인 모터의 분당 회전 수를 수집하는 단계를 포함하고,
상기 정보를 획득하는 단계는
상기 미세먼지 농도의 시계열 데이터와 상기 모터의 분당 회전 수의 시계열 데이터에 기초하여 상기 인공 지능 기기의 고장 여부를 진단하는 단계를 포함하는
운전 로그 및 인공지능 모델을 이용한 고장 진단 방법. collecting, by a sensing unit, a driving log including information on external environmental factors and operating states of the artificial intelligence device;
obtaining, by the processor, time series data corresponding to the driving log to an artificial intelligence model to obtain information on whether the artificial intelligence device corresponds to a normal category or a failure symptom category; and
Including, by the processor, performing control according to the acquired information,
The artificial intelligence model is
It is a neural network trained by labeling information on normal categories or failure symptom categories on training time series data corresponding to the driving log,
The step of collecting the driving log includes:
collecting fine dust concentrations, which are information on the external environmental factors; and
Comprising the step of collecting the number of revolutions per minute of the motor that is information about the operating state,
The step of obtaining the information
diagnosing whether the artificial intelligence device is malfunctioning based on the time series data of the fine dust concentration and the time series data of the number of revolutions per minute of the motor
Fault diagnosis method using driving log and artificial intelligence model.
상기 정보를 획득하는 단계는,
상기 운전 로그에 대응하는 시계열 데이터를 인공지능 모델에 제공하고, 상기 인공지능 모델이 상기 제공되는 시계열 데이터를 이용하여 출력하는 분류값에 기초하여 상기 운전 로그가 적어도 하나 이상의 정상 범주 또는 적어도 하나 이상의 고장 증상 범주 중 어느 범주에 해당하는지에 대한 분류결과정보를 획득하는 단계를 포함하는,
운전 로그 및 인공지능 모델을 이용한 고장 진단 방법.12. The method of claim 11,
The step of obtaining the information includes:
Time series data corresponding to the driving log is provided to an artificial intelligence model, and based on a classification value output by the artificial intelligence model using the provided time series data, the driving log is at least one normal category or at least one failure Including the step of obtaining classification result information for which category of symptom categories,
Fault diagnosis method using driving log and artificial intelligence model.
상기 제어를 수행하는 단계는,
상기 획득한 정보를 기초로 상기 인공 지능 기기가 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 해당하는지 판별하는 단계; 및
상기 인공 지능 기기가 정상 범주에 해당하는 것으로 판별되는 경우, 상기 운전 로그에 대응하는 시계열 데이터를 삭제하는 단계를 포함하는,
운전 로그 및 인공지능 모델을 이용한 고장 진단 방법.12. The method of claim 11,
The step of performing the control is
determining whether the artificial intelligence device corresponds to a normal category or a malfunction symptom category based on the acquired information; and
Comprising the step of deleting time series data corresponding to the driving log when it is determined that the artificial intelligence device corresponds to the normal category,
Fault diagnosis method using driving log and artificial intelligence model.
상기 제어를 수행하는 단계는,
상기 획득한 정보를 기초로 상기 인공 지능 기기가 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 해당하는지 판별하는 단계; 및
상기 인공 지능 기기가 고장 증상 범주에 해당하는 것으로 판별된 경우, 상기 운전 로그에 대응하는 데이터를 특이 로그로 저장하는 단계를 포함하는,
운전 로그 및 인공지능 모델을 이용한 고장 진단 방법.12. The method of claim 11,
The step of performing the control is
determining whether the artificial intelligence device corresponds to a normal category or a malfunction symptom category based on the acquired information; and
When it is determined that the artificial intelligence device corresponds to a failure symptom category, storing data corresponding to the driving log as a specific log,
Fault diagnosis method using driving log and artificial intelligence model.
상기 프로세서가 상기 획득한 정보에 대응하는 고장 접수가 되었는지에 대한 결과값을 획득하는 단계; 및
상기 프로세서가 상기 획득한 정보에 대응하는 고장 접수가 된 경우, 상기 저장된 특이 로그에 대한 접근 요청을 허용하는 단계를 더 포함하는,
운전 로그 및 인공지능 모델을 이용한 고장 진단 방법.16. The method of claim 15,
acquiring, by the processor, a result value of whether a failure corresponding to the acquired information has been accepted; and
Further comprising the step of allowing, by the processor, an access request to the stored specific log when a failure corresponding to the acquired information is received,
Fault diagnosis method using driving log and artificial intelligence model.
상기 프로세서가 상기 획득한 정보에 대응하는 고장 접수가 되었는지에 대한 결과값을 획득하는 단계; 및
상기 프로세서가 기설정된 시간 내에 상기 획득한 정보에 대응하는 고장 접수가 되지 않은 경우, 상기 운전 로그에 대응하는 시계열 데이터에 정상 범주에 대한 정보를 레이블링하여 상기 인공지능 모델에 제공하는 단계를 더 포함하는,
운전 로그 및 인공지능 모델을 이용한 고장 진단 방법.12. The method of claim 11,
acquiring, by the processor, a result value of whether a failure corresponding to the acquired information has been accepted; and
When the processor does not receive a failure corresponding to the acquired information within a preset time, labeling the time series data corresponding to the driving log information on the normal category and providing the information to the artificial intelligence model ,
Fault diagnosis method using driving log and artificial intelligence model.
상기 프로세서가 상기 획득한 정보에 대응하는 고장 접수가 되었는지에 대한 결과값을 획득하는 단계; 및
상기 프로세서가 기설정된 시간 내에 상기 획득한 정보에 대응하는 고장 접수가 된 경우, 상기 운전 로그에 대응하는 시계열 데이터에 고장 증상 범주에 대한 정보를 레이블링하여 상기 인공지능 모델에 제공하는 단계를 더 포함하는,
운전 로그 및 인공지능 모델을 이용한 고장 진단 방법.12. The method of claim 11,
acquiring, by the processor, a result value of whether a failure corresponding to the acquired information has been accepted; and
When the processor receives a failure corresponding to the acquired information within a preset time, labeling information on a failure symptom category in time series data corresponding to the driving log and providing the information to the artificial intelligence model ,
Fault diagnosis method using driving log and artificial intelligence model.
상기 정보를 획득하는 단계는,
상기 미세먼지 농도의 시계열 데이터 및 상기 모터의 분당 회전 수의 시계열 데이터를 나타내는 특징 벡터를 인공지능 모델에 제공하여 상기 인공 지능 기기가 정상 범주 또는 고장 증상 범주에 해당하는 지에 대한 정보를 획득하는 단계를 포함하는,
운전 로그 및 인공지능 모델을 이용한 고장 진단 방법.12. The method of claim 11,
The step of obtaining the information includes:
Obtaining information on whether the artificial intelligence device corresponds to a normal category or a failure symptom category by providing a feature vector representing the time series data of the fine dust concentration and the time series data of the number of revolutions per minute to the artificial intelligence model containing,
Fault diagnosis method using driving log and artificial intelligence model.
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